Évaluation du risque d’infection par le SRAS-CoV-2 dans les environnements intérieurs

Dans une étude récente examinée dans la revue Scientific Reports et publiée dans le carré de la recherche*serveur de préimpression, les chercheurs ont évalué le risque d’infection par le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) pour les environnements intérieurs.

Étude : Transmissibilité du coronavirus et de ses variantes à partir de sujets infectés dans des environnements intérieurs. Crédit d’image : Elizaveta Galitckaia/Shutterstock

Bas

En plus des événements de super propagation, les événements à risque faible et moyen contribuent également à augmenter le risque d’infection par le SRAS-CoV-2 dans l’environnement intérieur. Cela est très probablement dû au fait que la voie des aérosols, y compris les gouttelettes et leurs débris, est la principale voie de transmission de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19).

Divers modèles ont quantifié le risque posé par le SRAS-CoV-2 dans les environnements intérieurs. Cependant, les modèles précédents à un coup ne traitaient pas l’inhalation de gouttelettes comme un processus discret, ce qui compliquait la relation entre la charge virale chez les individus infectés et la probabilité de dépôt pulmonaire chez l’individu sensible. Un modèle de Poisson double estime la probabilité qu’un individu doive inhaler au moins une gouttelette pour qu’un virion se dépose dans les poumons et établisse une infection par le SARS-CoV-2.

De plus, les modèles de risque précédents supposaient un diamètre de gouttelette final constant car l’évaluation précise de l’évaporation des gouttelettes contenant des sels non volatils est un processus complexe. Cependant, le modèle d’étude actuel a abordé le mécanisme de dispersion par le processus de diffusion turbulente dépendant de la ventilation.

En d’autres termes, la présente étude aborde le chaînon manquant entre la façon dont l’augmentation de la charge virale augmente la transmissibilité de la maladie par la voie des aérosols après un couplage de la charge virale avec la mécanique des aérosols.

À propos de l’étude

Dans la présente étude, les chercheurs ont utilisé un problème standard de risque d’infection par inhalation pour démontrer l’applicabilité du modèle d’évaporation, de sédimentation et de dispersion des gouttelettes.

Ils ont utilisé un 50m3 chambre avec un taux de renouvellement d’air (AER) de 0,5 h -une et ont libéré 1 200, 100, 6,2 et 1,7 gouttelettes de 4,2 µm, 9 µm, 14,6 µm et 18,8 µm, respectivement, lors d’un épisode de toux. Ils ont supposé une charge SARS-CoV-2 de 5 x 10 6 à 5×10 dix Copies d’ARN/ml avec 0,1 h -une taux d’inactivation.

Durée de vie des gouttelettes dans un environnement intérieur typique

Durée de vie des gouttelettes dans un environnement intérieur typique

Les chercheurs ont établi le lien entre la charge virale et le degré de propagation du SRAS-CoV-2 en calculant le temps d’exposition nécessaire pour atteindre un risque unique pour un événement expiratoire donné, y compris respirer, parler, tousser et éternuer. Ils ont incorporé plusieurs facteurs susceptibles d’influencer les taux de propagation virale, tels que l’utilisation de masques, l’effet de la température ambiante, l’humidité relative (HR) et la qualité de l’air intérieur. En outre, ils ont pris en compte les caractéristiques des émissions expiratoires, telles que la distribution de la taille des gouttelettes, la fréquence des émissions et la concentration de virions dans les gouttelettes émises.

La teneur en solides de la salive/gouttelette, en plus des conditions environnementales, affecte la taille d’équilibre de la gouttelette. Par conséquent, les chercheurs ont supposé une teneur en solides de 8 g/L et modélisé avec précision l’évaporation des gouttelettes ainsi que les autres processus. Surtout, ils ne croyaient pas que les gouttelettes se mélangeraient instantanément dans l’environnement de la pièce et ont pris en compte l’effet de la turbulence induite par la ventilation pour simuler la dynamique des gouttelettes dans la pièce.

Les différentes variantes du SARS-CoV-2 infectent différentes parties du système respiratoire, par exemple, Omicron infecte et se multiplie plus rapidement dans les bronches que la variante Delta. Par conséquent, les chercheurs ont pris en compte les événements de dépôt bronchique et pulmonaire.

Ils ont comparé les prévisions de risque du modèle d’étude actuel avec celles de Nicas et al. Il est à noter que Nicas et al. a proposé le premier modèle complet pour étudier la voie d’infection par les aérosols en 2005.

Résultats de l’étude

Pendant 10 minutes dans un environnement intérieur, lorsque la charge virale est passée de 2×10 8 Copies d’ARN/mL à 2×10 dix Copies d’ARN/mL, le risque d’infection par le SRAS-CoV-2 a augmenté rapidement de 1 à 50 %. Le risque d’infection reste inférieur à 1% pour des charges virales inférieures à 10 8 Copies d’ARN/ml pendant une heure à l’intérieur.

Comme la charge virale dépassait 10 dix copies d’ARN/mL, le modèle a prédit un changement progressif vers un risque approchant une valeur plus élevée et atteignant la saturation. Comme les variantes SARS-CoV-2 Delta et Omicron produisent une charge virale plus élevée que les variantes SARS-CoV-2 de type sauvage plus anciennes, le modèle d’étude a été rationalisé pour la transmissibilité plus élevée observée de ces variantes. Puisque la véritable sévérité de la maladie est associée à l’infectiosité d’un variant, la présente étude a montré que le risque d’infection dépendait de la charge virale quels que soient les variants.

Le modèle a également exploré l’effet du taux de ventilation sur les risques d’infection à l’intérieur. Lorsque l’AER a été augmenté de 0,5 h -une à 10 heures. -une pendant un temps d’exposition de 10 minutes, le risque d’un seul coup a diminué d’environ un ordre. Une explication raisonnable est que la ventilation élimine les virus de l’environnement intérieur ; cependant, lorsque la charge virale augmente, l’effet de la ventilation améliorée est réduit car les particules plus petites contribuent également au risque.

L’HR environnementale a eu un impact négligeable sur le risque d’infection par le SRAS-CoV-2. Par conséquent, une HR plus élevée a conduit à des tailles de gouttelettes plus grandes avec une durée de conservation réduite et donc un risque d’infection plus faible. La variation observée de la durée de vie des gouttelettes avec l’humidité relative n’était significative que pour les particules comprises entre 20 et 80 µm. En raison de l’évaporation et de la gravité, les grosses particules ont été réduites à environ 1/5 de leur taille d’origine.

conclusion

L’étude a notamment souligné l’importance du déploiement de masques, de filtres à air et de ventilation externe et leur rôle dans l’atténuation du risque d’infection par le SRAS-CoV-2. Le modèle d’étude semble également attrayant pour évaluer la rentabilité du déploiement de la technologie. De tous les paramètres examinés, la charge virale semble avoir l’effet le plus dominant et corrélé avec le type de variant. L’analyse a révélé que la charge virale et les principes de la physique des aérosols régissaient le dépôt viral dans les poumons.

Dans l’ensemble, l’étude a apporté une contribution précieuse au sujet de l’évaluation des risques de maladies aéroportées.

*Nouvelles importantes

carré de la recherche publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et ne doivent donc pas être considérés comme concluants, guider la pratique clinique/les comportements liés à la santé, ou être traités comme des informations établies.

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