خيال من الهواء الخالي من الفيروسات

بعد مرور أكثر من عشرين شهرًا على الجائحة ، من الواضح أن العديد من استراتيجيات التخفيف الإلزامية لا تمنع بشكل كبير انتقال الفيروس ، أو القيام بذلك بسعر باهظ. عمليات الإغلاق لم توقف ينتشر الفيروس في جميع أنحاء العالم ، وليست مستدامة بسبب أضرار جانبية جسيمة. هناك لا يوجد دليل ثابت على فائدة التقنيع العالمي ، على الرغم من التسييس غير المسبوق و  إمكانية التحيز في الدراسات العلمية.

إغلاق المدارس والتعلم عن بعد ضار وغير فعال ، كما لا يزال الأطفال في خطر منخفض للأمراض الشديدة والمدارس ليست من العوامل الرئيسية لتفشي الأوبئة في المجتمع. قد تحد اللقاحات من المرض الشديد ، وهو أمر مهم للأفراد المعرضين للخطر ، ولكنها أقل فعالية في الوقاية من العدوى وانتقالها المناعة المكتسبة عن طريق العدوى. على الرغم من عدم وجود أدلة دامغة ، فإن العديد من القادة استمر تكليف غير مثبتة و  غير ضروري القيود المفروضة على السكان المصابين بفيروس كورونا.

ومع ذلك ، وسط هذه الإخفاقات ، تبرز إستراتيجية واحدة فعالة للتخفيف من COVID-19 -تحسين التهوية الداخلية. كان معروفًا في وقت مبكر جدًا من الجائحة أن كان الانتقال الخارجي لـ SARS-CoV-2 نادرًا، وكثيرا ما ارتبط هذا الانتقال الداخلي بالازدحام و تهوية سيئة المساحات (على الرغم من أن هذا لم يمنع القادة من إلغاءجي الأحداث في الهواء الطلق و  فرض قيود في الهواء الطلق). لقد نجت استراتيجيات زيادة التهوية من 20 شهرًا من الجهود الفاشلة لأن الأدلة القوية تدعم تطويرها المستمر وفائدتها.

التهوية: NPI الذي يعمل مع الفيروسات المحمولة جواً

في الطائرات التجارية - أحد الأمثلة على الفضاء الداخلي عالي التهوية - كان انتقال الفيروس منخفضًا على الرغم من الظروف المزدحمة. ويعزى ذلك إلى إخفاء الركاب قسرا (بما في ذلك للأسف الأطفال المعوقين). ومع ذلك ، تجربة كابينة الطائرات مضغوطة 20-30 تغيير هواء في الساعة (ACH) ، مما يعني أنه سيتم ترشيح كل الهواء داخل الكابينة واستبداله كل 2-3 دقائق. مع هذا المستوى من التهوية ، تكون قدرة الشخص على تعريض الفرد لجرعة معدية حتى في المقعد التالي محدودة للغاية. كان المثال الكلاسيكي لانتشار الطائرات التجارية في عام 1977 ، حيث أصاب راكب واحد بالأنفلونزا 72 بالمائة من الركاب الآخرين على متن الرحلة. تطلب هذا الحدث الاستثنائي فشلًا كاملاً في نظام التهوية وتأخيرًا لمدة ثلاث ساعات على المدرج. إذا كان نظام التهوية يعمل ، فلن يحدث التفشي أبدًا.

لإعطاء فكرة عن كيفية زيادة التهوية وقت الجرعة المعدية مقارنة بإخفاء القماش (النموذجي) ، يوجد أدناه جدول تم إنشاؤه باستخدام حسابات نموذجية تم إنشاؤها بواسطة الدكتورة ليزا بروسو، خبير يتمتع بخبرة تزيد عن 30 عامًا في مجال معدات الوقاية الشخصية وترشيح الجسيمات:

على الرغم من إنشاء هذا الجدول لتوضيح إمكانية استخدام أجهزة التنفس عالية الجودة لتقليل وقت الجرعة المعدية (للعاملين في المواقف عالية الخطورة) ، يمكنك أيضًا رؤية مزايا زيادة التهوية. مع زيادة ACH ، يزداد وقت الجرعة المعدية بشكل أكبر بكثير من أغطية الوجه ، مع وجود اختلافات يمكن قياسها بالساعات للتهوية مقارنة بالدقائق للإخفاء.

زيادة التهوية الداخلية استراتيجية فعالة لأن يعد الانتقال الجوي طريقًا مهمًا لانتشار SARS-CoV-2, بينما النقل السطحي ليس كذلك. قد يظل الفيروس المحمول جواً معلقًا في جزيئات الهباء الصغيرة لساعات ، مما يجعل أغطية الوجه النموذجية غير فعالة (والاستخدام الممتد لـ أجهزة التنفس من نوع N95 ليست عملية ببساطة). قاعدة 6 أقدام للتباعد الاجتماعي ، بناءً على تقديرات مبكرة لسطح القطرات الكبيرة ، أصبح أيضًا تعسفيًا بشكل متزايد في سيناريو انتقال محمول جوا. هذه الحقائق تجعل التعديلات على التهوية الداخلية و استراتيجية جذابة لمهندسي المباني الذين يسعون إلى تقليل مخاطر انتقال الفيروسات المحمولة جواً.

هناك العديد من المباني التي يمكن أن تحدث فيها هذه الإستراتيجية فرقًا كبيرًا ، مثل مرافق المعيشة بمساعدة. المستشفيات تدمج بالفعل هذه الاستراتيجيات لتأثير كبير. في أي مكان يتجمع فيه الأفراد المعرضون للخطر بأعداد كبيرة ، قد يفكر في استراتيجيات التهوية المصممة لتقليل انتقال فيروسات الجهاز التنفسي.

حلم معقم لأنبوب الهواء

ولكن ، كما هو الحال مع أي استراتيجية للتخفيف ، يمكن أيضًا المبالغة في ما يمكن فعله (قد يكون هذا شعارًا غير رسمي لاستجابة الولايات المتحدة للوباء). في سبتمبر ، نشرت مجلة The Atlantic مقالاً بعنوان "خطة لوقف كل فيروس تنفسي مرة واحدة".

يبدأ المقال بتلخيص التطورات التاريخية في الصرف الصحي وتنقية مياه الشرب في إنهاء تفشي الكوليرا والتدابير التي تستهدف البعوض وموائل تكاثر البعوض التي قللت من مخاطر الحمى الصفراء والملاريا. ثم يقارن المؤلف هذه الجهود بقلة الاهتمام بتهوية المبنى ، وهي مشكلة أبرزها جائحة COVID-19 والمستويات العالية لانتقال العدوى في الأماكن المزدحمة وسيئة التهوية ، ويطبق نفس المنطق: "نحن لا نشرب المياه الملوثة . لماذا نتسامح مع تنفس الهواء الملوث؟ "

"الأمر لا يتعلق فقط بـ COVID-19. العلماء الذين أدركوا خطر فيروس كورونا المحمول جواً فعلوا ذلك لأنهم أمضوا سنوات في دراسة الأدلة - على عكس الحكمة التقليدية - يمكن أن تنتشر أمراض الجهاز التنفسي الشائعة مثل الأنفلونزا ونزلات البرد عبر الهواء. لقد تقبلنا منذ فترة طويلة نزلات البرد والإنفلونزا كحقائق حتمية في الحياة ، لكن هل هي كذلك؟ لماذا لا نعيد تصميم تدفق الهواء في مبانينا لمنعها أيضًا؟ "

يعتقد مهندسو البناء أن التدابير المستخدمة أثناء الوباء الحالي ليست كافية: "لقد حث الوباء بالفعل ، في بعض المدارس وأماكن العمل ، على إصلاحات مخصصة للهواء الداخلي: مرشحات HEPA المحمولة ، وتطهير مصابيح الأشعة فوق البنفسجية ، وحتى النوافذ المفتوحة فقط." لكن في نظرهم ، هذه ليست حلولاً طويلة الأمد. "تحتوي المباني الحديثة على أنظمة تهوية متطورة للحفاظ على درجات الحرارة مريحة ورائحة لطيفة - فلماذا لا تستخدم هذه الأنظمة للحفاظ على الهواء الداخلي خاليًا من الفيروسات أيضًا؟"

يُحسب لها أن الكاتبة تصدر هذا التحذير: "لم يعتقد أي شخص تحدثت معه أنه يجب التحكم في مبنى المدرسة أو المكاتب بشكل صارم مثل مرفق الاحتواء الحيوي ، ولكن إذا لم يكن الأمر كذلك ، فنحن بحاجة إلى مجموعة جديدة ومختلفة من المعايير الدنيا. " كما أنها تقارن بحق بين مستويات التهديد النسبية لمسببات الأمراض المعوية - التي استخدمتها سابقًا كمشابه - و COVID-19: "لا يقتل COVID-19 نسبة عالية من ضحاياه كما فعلت الكوليرا في القرن التاسع عشر. لكنه أودى بحياة أكثر من 19 ألف شخص في الولايات المتحدة حتى موسم الإنفلونزا المعتاد يقتل 12,000 إلى 61,000 شخص كل عام. هو هؤلاء حالات الطوارئ؟ إذا كان الأمر كذلك ، فما الذي يتطلبه الأمر بالنسبة لنا ، بشكل جماعي ، لمعاملتهم على هذا النحو؟ "

هناك بعض العوائق الواضحة أمام هندسة كل مبنى بتهوية تنقية الفيروسات: "لقد أوضح الوباء أن الأمريكيين لا يتفقون على المدى الذي يرغبون في قطعه لقمع فيروس كورونا. إذا لم نتمكن من حمل الناس على قبول اللقاحات وارتداء الأقنعة في حالة حدوث جائحة ، فكيف نحصل على المال والإرادة لإعادة تنظيم جميع أنظمة التهوية لدينا؟ "

وبالتالي ، فإن المشاكل الحقيقية هي المشتبه بهم المعتادون - المال وعدم رغبة الآخرين في أخذ المشكلة على محمل الجد. ولكن ، كما تم ترشيد العديد من الإستراتيجيات في العامين الماضيين ، إذا كان بإمكانها إنقاذ الأرواح ، فلماذا لا تفعل ذلك؟ "قد تستغرق التغييرات وقتًا طويلاً حتى تصبح مهمة لهذا الوباء الحالي ، ولكن هناك فيروسات أخرى تنتشر عبر الهواء ، وهناك سوف يكون المزيد من الأوبئة ".

أعتقد - بالاتفاق مع مهندسي البناء وعلماء البيئة الداخليين - أنه من الممكن تصميم أنظمة تهوية لها القدرة على تنظيف الهواء من جميع فيروسات الجهاز التنفسي المحمولة جواً. أوافق أيضًا على أن هذا قد يكون له فائدة قابلة للقياس في جانب واحد من جوانب صحة الإنسان ، حيث أن عبء المرض الناجم عن فيروسات الجهاز التنفسي كبير.

ومع ذلك، كما مارتن كولدورف وحاول آخرون تذكير العالم بأن الصحة العامة لا تتعلق فقط بمنع مرض معدٍ واحد بأي ثمن ، وهناك تكلفة محتملة للهواء الخالي من الفيروسات لم يتم أخذها في الاعتبار: ماذا لو كانت العدوى الدورية بفيروسات الجهاز التنفسي ضرورية الحفاظ على صحة الإنسان بشكل عام؟ هل كانت لمعجزات المياه النظيفة والصرف الصحي المحسن فوائد واضحة فقط ، دون تكاليف؟

مثال شلل الأطفال

بالإضافة إلى الإنفلونزا والجدري ، شلل الأطفال كان يعتبر أيضًا أحد مسببات الأمراض الفيروسية الرئيسية في القرن العشرين. ومع ذلك ، قبل ذلك الوقت ، لم يكن يعتقد أنه يمثل تهديدًا كبيرًا. لم تكن هناك حالات تفشي خطيرة. لم يكن الأمر كما لو أن الفيروس غير موجود. أصيب الناس بشلل الأطفال منذ آلاف السنين. ولكن مع ظهور الثورة الصناعية ، تغيرت علاقتنا بالفيروس وكذلك تغير المرض الذي تسبب فيه.

شلل الأطفال هو فيروس شديد العدوى يتسبب في إصابة 90٪ من الأشخاص بعدوى عديمة الأعراض (ومع ذلك لا تزال قابلة للانتقال) أو عدوى خفيفة للغاية مصحوبة بأعراض. يصيب الفيروس الجهاز الهضمي للإنسان ، على الرغم من أنه في بعض الحالات ينتشر الفيروس إلى الجهاز العصبي ، ويمكن أن يؤدي إلى الشلل أو الوفاة. نظرًا لأن الكثير من الأشخاص لا يعانون من أعراض ، يمكن للفيروس أن يصيب كثيرين آخرين قبل التعرف على حالة الشلل ، مما يجعل من الصعب احتواؤها. ينتقل الفيروس عن طريق البراز الفموي ، من خلال الماء والمواد الأخرى الملوثة بالبراز.

بالنسبة لمعظم تاريخ البشرية ، لم يكن بوسع الناس تجنب الإصابة بفيروس شلل الأطفال. أصيب معظمهم خلال فترة الرضاعة. ونظرًا لإصابة الجميع تقريبًا بالعدوى ، فقد كانت لديهم أجسام مضادة ، بما في ذلك الأمهات الجدد اللائي ينقلن هذه الأجسام المضادة إلى أطفالهن عبر المشيمة قبل الولادة وعن طريق الرضاعة الطبيعية بعد ذلك. على الرغم من أن شلل الأطفال ما زال ممكنًا ، إلا أنه نادر الحدوث نسبيًا.

ولكن بعد ذلك تحسن الصرف الصحي. تم اعتماد السباكة الداخلية ومعالجة المياه والصرف الصحي على نطاق واسع. بدأت العائلات تعيش في ظروف أنظف وأقل ازدحامًا. لم يعد الناس معرضين لشلل الأطفال وهم أطفال. وعندما يصاب الأطفال الأكبر سنًا والشباب بشلل الأطفال ، أصبح تدمير الأعصاب والشلل أكثر تواترًا. كانت بعض الحالات شديدة لدرجة أن الأفراد يعانون من شلل في الحجاب الحاجز والعضلات الوربية ، وهما ضروريان للتنفس. كان لابد من إعطائهم تنفسًا صناعيًا باستخدام جهاز تنفس شارب ، يُعرف أيضًا باسم الرئة الحديدية، حتى تعافوا. إذا تعافوا. عاش آخرون مصابين بالشلل الجزئي لبقية حياتهم.

لم يعد فيروس شلل الأطفال من الفيروسات المتوطنة ، ولم يعد يتعايش مع البشر بالطريقة التي تطور بها منذ آلاف السنين. وحيثما فقد مكانته المتوطنة ، اكتسبت إمكانية الوباء. وقد أصابت هذه الأوبئة الأثرياء ، لأن الظروف النظيفة كانت علامة على الثروة ، وبالتالي كان الأغنياء أقل عرضة للإصابة بشلل الأطفال منذ الطفولة. 

لأنه كان من المستحيل التنبؤ بمكان ومن الذي يمكن أن يصيب شلل الأطفال ، صارم تم اتخاذ تدابير لتجنب التعرض لشلل الأطفال. تم إغلاق حمامات السباحة والشواطئ في الصيف في أوائل الخمسينيات من القرن الماضي ، في ذروة وباء شلل الأطفال الأسوأ في الولايات المتحدة. كان على الأطفال الابتعاد عن الزحام وغالباً ما يُمنعون من دخول الأماكن العامة. كانت هناك شائعات مجنونة بأن المشروبات الغازية أو التغيرات في درجة الحرارة أو الطقس كانت تنشر المرض. رفض الناس المصافحة. ومع ذلك ، لم يكن الناس بحاجة لسماع قصص الرعب من أجل التلاعب بسلوكهم ، فقد كانوا شهود عيان ، ورؤية جارهم يفقد طفلًا بسبب شلل الأطفال كان كل الأدلة اللازمة لتشجيع السلوك الحذر.

كما هو الحال مع الجدري ، كان الشيء الوحيد الذي أنهى تفشي شلل الأطفال هو العودة إلى مناعة السكان - كانت تدابير التخفيف أقل فعالية بكثير ، ولم تؤد إلا إلى تأخر تفشي المرض الذي لا مفر منه. كما هو الحال مع الجدري تم زيادة مناعة السكان من خلال التطعيم الشامل. نظرًا لأن لقاحات شلل الأطفال تمنح مناعة طويلة العمر ، لم يعد شلل الأطفال يمثل مشكلة في البلدان المتقدمة ، على الرغم من أنه ، على عكس الجدري ، لم يتم القضاء عليه بعد.

نتيجة تعقيم الهواء الداخلي: زيادة الجهل المناعي

يشير الارتفاع اللاحق لأوبئة شلل الأطفال مع تحسن الصرف الصحي إلى أنه لمجرد أن التقدم في الصحة العامة له فوائد فورية وواضحة ، لا يعني أنه لن تكون هناك تكلفة غير فورية أو واضحة.

وينطبق هذا أيضًا على البيئات الداخلية - البيئة الداخلية "الأنظف" التي يتعرض لها الأطفال ، كلما زادت احتمالية الإصابة بأمراض التهابية مزمنة في وقت لاحق من الحياة. وقد تم إثبات ذلك في عدد من الدراسات المقارنة جغرافيا ووراثيا مجموعات مماثلة مع بيئات منزلية مختلفة.

يبدو أن الأطفال الذين تمت تربيتهم في بيئات تعرضهم لمجموعة متنوعة من البكتيريا لديهم أجهزة مناعية "متعلمة" لتحمل تلك البكتيريا والجسيمات البيولوجية الدقيقة الأخرى ، في حين أن الأطفال في البيئات "النظيفة" لديهم أجهزة مناعية يمكن وصفها بأنها "جاهلة" و وبالتالي أكثر عرضة للمبالغة في رد الفعل.

من الممكن أن يكون للعدوى الفيروسية التنفسية أيضًا بعض الفوائد التنموية ، لكن هذا المجال في مهده. كل كائن حي قد تطور بشكل مشترك مع الفيروسات (غالبًا ما يصاب البشر بالفيروسات دون أن يكونوا على علم بها) ، وبالتالي ليس من المبالغة الاعتقاد بأن الوقاية من جميع الالتهابات الفيروسية التنفسية قد يكون لها أيضًا تكلفة كامنة. 

تتمثل إحدى التكاليف المحتملة في فقدان الذاكرة المناعية لفيروسات الجهاز التنفسي. لن يؤدي العيش في هواء خالٍ من الفيروسات إلى انخفاض المناعة المحددة المضادة للفيروسات فحسب ، بل سيؤدي أيضًا إلى القضاء على المناعة غير المتجانسة أو المناعة المتقاطعة. مناعة غير متجانسة يُعرَّف على أنه تحريض استجابة مناعية لمُمْرِض / مستضد غير ذي صلة عند التعرض لمسبِّب مُمْرض / مستضد مختلف.

يتمتع العديد من الآباء العاملين بتجربة مناعة غير متجانسة ، وأحيانًا نقص في المناعة ، وغالبًا دون إدراك ذلك. عندما يذهب الطفل البكر إلى الرعاية النهارية ، من أسابيع إلى شهور ، تنفجر كل الجحيم الجرثومي (أو على الأقل يبدو الأمر كذلك). الطفل مريض طوال الوقت ، وكذلك الوالدان. يمكن أن يستمر هذا لعدة أشهر ، ويكون سيئًا بشكل خاص خلال موسم البرد والإنفلونزا.

ومع ذلك ، في العام المقبل ، تتحسن الأمور. ومع الطفل الثاني ، لا يمرض الجميع ، وهذا ليس مجرد نسج من خيال الوالدين. ذلك لأن الذاكرة المناعية قد اكتسبها الوالدان والأشقاء الأكبر سناً التي تحمي من نفس فيروسات البرد والإنفلونزا ، وتوفر أيضًا درجة من الحماية المتبادلة ضد الفيروسات الأخرى ذات الخصائص المماثلة. لا يمرض الطفل الثاني أيضًا ، لأنه / تحصل على بعض الحماية من الأجسام المضادة للأم وتقليل العدوى من عائلته المعززة بالمناعة.

لقد أدخل الوباء مفهوم المناعة غير المتجانسة للعديد من غير المتخصصين في علم المناعة. تم عزل الخلايا الليمفاوية من الأفراد قبل الجائحة لا يزال يُكتشف أنه يتفاعل مع أجزاء من بروتينات SARS-CoV-2. على الرغم من أنه لم يتم التعرف على الميكروبات التي نشطت هذه الخلايا المتفاعلة في الأصل ، فقد تكون فيروسات كورونا أخرى منتشرة. من المحتمل أيضًا أن تكون المناعة غير المتجانسة تحمي بعض الأشخاص خلال جائحة الإنفلونزا الإسبانية عام 1918—الذين تمت حمايتهم بعد التعافي من سلالة سابقة أقل فتكًا ، وكبار السن الذين قد يكونون محميين بمناعة طويلة الأمد من أوبئة الأنفلونزا السابقة.

يثير هذا بعض الأسئلة المهمة حول سلبيات الإصلاح الكامل لتصميم المبنى الحالي للقضاء على التهابات فيروسات الجهاز التنفسي الشائعة. حتى لو كان اعتماد هذه الخطط على نطاق واسع ممكنًا ، فهل يستحق الخسارة المحتملة للمناعة المتقاطعة لدى الأفراد الأصحاء كل هذا العناء؟ مثل الكثير من التدخلات غير الدوائية أدت فقط إلى تأخير انتشار الفيروس في الجائحة الحالية (إذا كان لها أي تأثير) ، ألن تؤدي هذه الإجراءات إلى تأخير المحتوم؟

حتى إذا كانت العديد من المباني تحتوي على هواء نظيف وخالٍ من الفيروسات ، فسيكون هناك دائمًا أماكن لا تحتوي على هواء ، خاصة في المباني القديمة التي تتركز في المناطق القديمة ذات معدلات الفقر المرتفعة. كما هو الحال مع شلل الأطفال ، يمكن أن يؤدي هذا في الواقع إلى زيادة الأوبئة بين الأثرياء بمجرد أن تطور فيروسات تنفسية معينة طرقًا للتغلب على هندسة البناء الحديثة.

يمكن للقاحات الجديدة أن تساهم في المناعة والمناعة العابرة ، كما هو الحال مع شلل الأطفال ، لكنها كانت أقل فعالية بالنسبة لفيروسات الجهاز التنفسي. وبصفته مؤلف الأطلسي المادة المذكورة ، لا يمكننا الاتفاق على الأقنعة واللقاحات ، حتى أثناء الوباء. من غير المحتمل أن يكون الكثير من الناس مستعدين للتطعيم ضد كل فيروسات البرد والإنفلونزا من أجل الانتشار الموسمي الطبيعي إذا كانوا أصحاء ومنخفضي الخطورة. ولماذا هم؟ نفس الشيء بالنسبة لمصممي المباني الذين يقومون بهندسة جميع المباني الجديدة لتكون خالية من الفيروسات وكذلك موفرة للطاقة. في هذه الحالة ، قد لا تكون الرغبة في العمل ضرورية ، حتى بدون مراعاة الجوانب السلبية المحتملة.

في استجابتنا الوبائية الحالية القائمة على ثقافة السلامة ، فإن أي خطر للعدوى يعتبر غير مقبول ، وأولئك الذين يسلطون الضوء على التكاليف المحتملة لتدابير التخفيف يتم تصنيفهم بأنهم غير مسؤولين وخطرين. ومع ذلك ، فإن عبادة السلامة ومهندسي البناء قد يتخطون الفطرة السليمة القديمة ، لكنهم لا يستطيعون تجاوز علم الأحياء الخاص بنا. نجا القول المأثور على الرغم من بذلنا قصارى جهدنا. في حالة فيروسات البرد والإنفلونزا الموسمية ، ما لا يقتلك لا يزال يجعلك أقوى.

إعادة النشر من المؤلف مدونة