Distribution du virus grippal aéroporté et du virus respiratoire syncytial dans une clinique médicale de soins d’urgence

Contexte Une importante controverse existe quant à savoir si le virus de la grippe et le virus respiratoire syncytial sont transmis par inhalation de particules infectieuses en suspension et par l’importance de cette voie par rapport à la transmission des gouttelettes ou des contacts. Échantillonneurs d’aérosol stationnaires et personnels Les quantités d’ARN aéroportées, influenza B et RSV ont été déterminées en utilisant la réaction en chaîne par polymérase quantitative en temps réel. Les travailleurs de la santé et les patients participant à l’étude ont été testés pour la grippe. Dix-sept pour cent des échantillonneurs stationnaires ARN, pourcentage d’ARN de virus grippal B et pourcentage d’ARN du VRS contenue Dix-neuf pour cent des échantillonneurs personnels contenaient de l’ARN de grippe, aucun ARN de virus de la grippe B et% ARN du VRS contenaient une bonne corrélation avec le nombre et l’emplacement des patients atteints de la grippe r = quarante-deux pour cent Les particules aéroportées contenant de l’influenza et de l’ARN du VRS ont été détectées dans un établissement de soins de santé. Les particules étaient suffisamment petites pour demeurer en suspension dans l’air pendant un certain temps. temps prolongé et à inhaler profondément dans les voies respiratoires Ces résultats soutiennent la possibilité que la grippe et le VRS peuvent être transmis par la voie aérienne et suggèrent qu’une étude plus approfondie du potentiel de ces particules pour transmettre l’infection est justifiée

Influenza et virus respiratoire syncytial Le virus respiratoire syncytial (RSV) est un virus respiratoire commun hautement transmissible L’influenza entraîne une mortalité estimée aux États-Unis chaque année et est très préoccupante en raison du risque de pandémie grippale grave. , avec un taux d’attaque très élevé, et est également important chez les personnes âgées et les adultes à haut risque La transmission de la grippe entre les individus n’est pas bien comprise La grippe se propage par sécrétions infectieuses transférées au toucher par de grosses gouttes balistiques, et probablement par l’inhalation de petites particules d’aérosol Cependant, l’importance relative de ces voies de transmission est controversée. Plusieurs études ont conclu que la transmission aérienne de la grippe est une voie clé étudiée dans D’autres chercheurs maintiennent que les particules […] Lorsque des personnes infectées toussent, éternuent, parlent, En utilisant la réaction en chaîne de la polymérase PCR, Fabian et al ont montré que% des patients atteints de grippe A et% de patients atteints de grippe B avaient des niveaux détectables d’ARN viral dans leur haleine expirée Alford et al. ont montré que les humains peuvent contracter la grippe en inhalant un aérosol infectieux expérimental. Les études sur les furets ont démontré une transmission aérienne de la grippe animale à l’animal ; Des études similaires utilisant des cobayes ont montré que la transmission aérienne de la grippe survient facilement et que l’efficacité de la transmission dépend de l’humidité et de la température ambiante, ainsi que de la charge virale [- Certaines études observationnelles et épidémiologiques suggèrent que la grippe peut se propager d’une personne à une autre par des aérosols infectieux , mais cette interprétation est contestée On pense habituellement que le VRS se propage par contact direct et indirect avec les sécrétions respiratoires. Une étude de la transmission du VRS entre nourrissons et travailleurs de la santé en pédiatrie a conclu que le VRS se propage par inoculation directe avec de grosses gouttelettes ou par auto-inoculation après contact avec des surfaces contaminées . des chambres avec des patients infectés par le VRS et aussi loin que du lit du patient En dehors de ces quelques pensions Nous avons effectué une étude dans un service d’urgence d’un hôpital et découvert l’ARN du virus de la grippe dans l’air dans les zones d’attente et dans les échantillonneurs personnels portés par la santé. L’objectif de ce travail était d’étudier la quantité et la taille des particules en suspension dans l’air contenant de la grippe et l’ARN du VRS dans une clinique de soins d’urgence et d’examiner la relation entre la détection de l’ARN de l’influenza dans l’air et le nombre et l’emplacement des patients atteints de la grippe

Matériaux et méthodes

Des échantillons d’aérosols ont été prélevés à la Clinique de soins urgents de l’Université de Virginie-Occidentale Morgantown pendant des jours chaque jour en février. Des échantillonneurs d’aérosols à temps de cycle ont été montés par paires sur des trépieds, avec un échantillonneur au-dessus du sol. «Supérieur» et échantillonneur cm au-dessus du plancher «inférieur» Trois trépieds ont été placés dans la salle d’attente des patients, placés dans chacune des salles d’examen et dans les salles de procédure et placés à côté de la balance. Échantillonneurs personnels Chaque jour, les travailleurs de la santé qui portaient des échantillonneurs d’aérosols personnels ont subi des tests de dépistage des symptômes pseudogrippaux, de la température buccale élevée et de la grippe en utilisant un test de dépistage rapide de la grippe. Quidel Soixante-sept pour cent du personnel à temps plein et les résidents de la clinique ont reçu le vaccin antigrippal avant l’étude Tous les patients adultes et les visiteurs qui se présentaient à la clinique avec des symptômes respiratoires ont été invités à se soumettre à un test de dépistage. négatif, le résultat a été vérifié à l’aide de la PCR Tous les participants à l’étude ont fourni un consentement éclairé et ont été avisés de leurs résultats de test. Aucun test de dépistage de la grippe n’a été effectué pour les personnes âgées. années dans le cadre de l’étude; cependant, si le médecin a ordonné un test de grippe, les résultats nous ont été fournis. Aucun test n’a été effectué pour le VRS. Toutes les procédures impliquant des humains ont été examinées et approuvées par l’Institut national de sécurité et de santé au travail. Les échantillons ont été mis en suspension dans un concentré de solution de lyse / liaison Ambion et conservés à-° C pendant une nuit. Après décongélation, on a ajouté l’ARN porteur Ambion pour améliorer l’extraction de l’ARN et XenoRNA Applied Biosystems comme contrôle interne quantitatif de la PCR. Les trousses de test de PCR en une étape AgPath-ID Reverse Applied Biosystems ont été utilisées. Les amorces et les sondes pour la grippe provenaient du test de PCR en temps réel de transcription inverse de Centers for Disease Control pour la détection et la caractérisation. de la grippe fournie par S Lindstrom, Centres de contrôle et de prévention des maladies; Les amorces et la sonde pour le RSV proviennent de Kuypers et al Pour déterminer la quantité relative d’ARN viral, des étalons de référence ont été isolés du vaccin antigrippal FluMist MedImmune et de l’ARN RSV-A VR -; ATCC Le vaccin FluMist et les stocks de RSV-A ont des infectivités de ~% de dose infectieuse en culture tissulaire par pg d’ARN et de% de dose infectieuse de culture tissulaire par pg d’ARN, respectivement La concentration des deux étalons a été déterminée par spectroscopie d’absorbance Nanodrop; Thermo Scientific et a été initialement dilué à ng / μL Les courbes standard ont été générées à partir de dilutions en série et analysées en parallèle avec les échantillons d’aérosols collectés. La détection en temps réel du contrôle interne XenoRNA a été réalisée en utilisant le test TaqMan XenoRNA. Les contrôles internes ont été amplifiés dans tous les échantillons Pour les échantillons du premier stade du jour, les contrôles internes ont des valeurs de cycle de seuil plus élevées que celles observées dans d’autres échantillons, ce qui peut indiquer qu’il y a eu des interférences. avec la transcription de l’ADNc et / ou l’analyse quantitative de la PCR Comme l’effet de toute interférence serait de réduire l’estimation de la quantité de grippe dans les échantillonneurs, aucune tentative n’a été faite pour l’ajuster. réactions PCR de temps

Résultats

Le nombre et l’emplacement des échantillonneurs d’aérosols positifs pour l’ARN viral sont indiqués dans le tableau. Au cours de la période d’étude, les patients adultes et les visiteurs adultes se sont présentés à la clinique avec des symptômes respiratoires. Parmi ceux-ci, il a été accepté de participer à l’étude et ont été testés pour la grippe. Deux participants étaient positifs pour la grippe par test rapide le test n’a pas distingué entre grippe A et B, et les participants négatifs au test ont été positifs pour la grippe A analyse Vingt-neuf enfants atteints de maladies respiratoires ont également présenté à la clinique pendant ce temps Dix enfants ont été testés pour la grippe avec l’utilisation du test rapide, avec des résultats positifs Les résultats des tests négatifs négatifs ont également été négatifs

Table View largeDownloadNombre et emplacement des échantillonneurs d’aérosols positifs pour chaque type de RNATable viral View largeTableau de téléchargementNombre et emplacements des échantillonneurs d’aérosols positifs pour chaque type d’ARN viralFigure compare le nombre de patients confirmés cliniquement avec la grippe avec le nombre d’échantillonneurs d’aérosols pour influenza Tous les patients sont entrés dans la clinique à travers la salle d’attente et sont passés à l’échelle du patient dans le couloir. Cependant, comme les patients ne pénétraient en général que dans la salle d’examen, il était possible de suivre l’influenza. comparer les résultats avec le nombre d’échantillonneurs d’aérosols positifs pour la grippe. Des échantillonneurs stationnaires ont été placés dans les salles d’examen et de traitement pendant chaque jour pour un total de séances d’échantillonnage en chambre. , les patients occupaient une chambre à t En même temps ou séquentiellement pendant la session Dans ces sessions, un ou deux échantillonneurs d’aérosols étaient positifs pour la grippe A, et les deux échantillonneurs étaient négatifs pour la grippe A et B pendant les autres sessions. Inversement, dans les autres sessions, un ou les deux échantillonneurs étaient positifs, même si aucun patient de ces chambres ne présentait de grippe pendant les séances d’échantillonnage étaient positifs pour le virus grippal A et pour le virus grippal B. Au cours des séances, les échantillonneurs étaient négatifs pour la grippe et aucun patient grippal confirmé n’a occupé ces salles pendant l’échantillonnage.

Figure Vue largeTableau de téléchargementNombre de patients ayant une grippe confirmée cliniquement et pourcentage d’échantillonneurs d’aérosols positifs pour l’influenza A ou B, par jour d’échantillonnageFigure Vue grandDownload slideNombre de patients ayant une grippe cliniquement confirmée et pourcentage d’échantillonneurs d’aérosols positifs pour l’influenza A ou B, par jour d’échantillonnage Dans les échantillonneurs stationnaires,% des souches de grippe A étaient en particules de ⩽ μm de diamètre aérodynamique, et aucune des souches de grippe B n’était contenue dans des particules de cette taille. Dans les échantillonneurs personnels,% des souches de grippe A étaient dans des particules de aer μm de diamètre aérodynamique. Aucun virus n’a été détecté chez les échantillonneurs personnels Neuf pour cent des souches de RSV étaient en particules de ⩽ μm et pratiquement aucune des souches de RSV ou des échantillonneurs stationnaires ont été trouvés dans les plus petites particules ⩽ et μm, respectivement Cinquante-et-un Dans les échantillonneurs supérieurs, on trouve l’ARN de la grippe A et le% de l’ARN du RSV dans les échantillonneurs supérieurs, le reste dans les échantillonneurs inférieurs. La figure montre la concentration d’ARN de l’influenza aéroporté par jour aux endroits où il a été détecté. Positions positives pour la grippe A, la moyenne géométrique ± écart-type [SD] était de ± pg ARN / m dans les salles d’examen, ± pg ARN / m dans les salles d’intervention, ± pg ARN / m dans la salle d’attente et ARN pg / m à côté de l’échelle du patient pas SD parce que seul le jour était positif Les concentrations dans l’air dans les salles d’examen de la grippe A se situaient entre pg ARN / m d’air, sauf pour la chambre avec une concentration de pg ARN / m. Dans les salles d’examen où la grippe A a été détectée et où la grippe confirmée en laboratoire était présente, la concentration moyenne dans l’air était de ± pg / m dans les salles d’examen et d’intervention non occupées par un patient grippé confirmé. A a été détecté, la concentration moyenne dans l’air ± SD était de ± pg / m. La figure montre la concentration d’ARN du RSV par jour aux endroits où il a été détecté bactériologique. La concentration moyenne géométrique ± SD dans les emplacements positifs au RSV était de ± pg ARN / m dans les salles d’examen, ± pg ARN / m dans les salles d’examen, ± pg ARN / m dans la salle d’attente et ± pg ARN / m près de l’échelle du patient Les concentrations dans l’air dans les salles d’examen pg ARN / m, sauf pour la pièce avec une concentration de pg ARN / m Dans la salle d’attente, la concentration variait de pg ARN / m, sauf pour le jour où la concentration était pg ARN / m

Figure View largeTélécharger Diapositive concentration de l’ARN du VRS du virus respiratoire syncytial en présence de RSV-positifs, par jour d’échantillonnage Pour les cas où & gt; salle d’examen ou de la salle d’intervention était positive pour un jour particulier, la concentration moyenne géométrique est montrée. Le virus de la grippe a été détecté dans des échantillonneurs d’aérosols personnels Pour les travailleurs qui portent des échantillonneurs positifs pour la grippe, la quantité de grippe dans leur environnement de travail était de – pg influenza A RNA / m d’air, avec une exposition moyenne géométrique ± écart-type de ± pg ARN d’influenza A / m d’air L’ARN de RSV dans l’air a été détecté dans des échantillonneurs d’aérosols personnels Pour ces échantillonneurs, la quantité de matière en suspension dans l’environnement de travail variait de × – à pg / m , avec une moyenne géométrique ± SD de ± pg / m Pendant l’étude, la température moyenne ± SD était de ± ° C, avec une humidité relative de ±% Le taux d’échange d’air dans une salle d’examen était les changements d’air / h taux dans la salle d’attente était les changements d’air / h

Discussion

Le débat sur la possibilité que les virus respiratoires puissent être transmis par l’air dépend de la taille des particules d’aérosols produites par les individus infectés. Dans notre étude,% de l’ARN de la grippe A dans les échantillonneurs stationnaires était contenu dans des particules de diamètre aérodynamique & lt; μm, et% ont des diamètres aérodynamiques & lt; Dans les échantillonneurs personnels,% de l’ARN de la grippe A était en particules & lt; μm, et% était dans les particules & lt; Ces résultats suggèrent que les particules contenant l’ARN de la grippe sont suffisamment petites pour rester longtemps dans l’air et se disperser dans une pièce occupée par un patient atteint de la grippe. La particule A -μm prend moins de temps pour se déposer dans l’air calme. la particule prend h; De plus, le mélange de l’air ambiant et la turbulence peuvent maintenir ces particules encore plus longtemps en suspension. Il est intéressant de noter que les échantillonneurs stationnaires dans les salles d’examen, où la plupart des ARN aéroportés ont été détectés, se trouvaient à paroi de l’autre côté de la pièce L’ARN de la grippe était également réparti de façon assez égale entre les échantillonneurs supérieur et inférieur, suggérant que les particules ne se déposaient pas sensiblement et que les courants d’air dominaient leur mouvement. Les études ont clairement pu dépasser la limite souvent mentionnée pour la transmission des gouttelettes de la grippe, bien que l’on ne sache pas encore si ces particules peuvent causer une infection. En plus de rester longtemps dans l’air, la fraction aérosol qui est & lt; La «fraction respirable» est suffisamment petite pour être aspirée dans la région alvéolaire des poumons. Des expériences humaines ont suggéré qu’une quantité considérablement moindre de grippe est nécessaire pour initier une infection dans la région alvéolaire, comparée à l’inoculation intranasale Pour cette raison, même si ces particules sont petites, leur potentiel de propagation de la maladie ne doit pas être écarté. Contrairement à la grippe, seulement% de l’ARN du VRS dans les échantillonneurs stationnaires était & lt; μm, et% de l’ARN RSV dans les échantillonneurs personnels était & lt; Cela suggère que les particules virales chargées en RSV sont généralement plus grosses que celles contenant la grippe, bien que les particules recueillies soient encore assez petites pour rester dans l’air et être aspirées dans les échantillonneurs. On s’attendait à ce que les patients soient déplacés relativement rapidement de la salle d’attente et passent la plupart de leur temps dans les salles d’examen avec la porte fermée. De plus, les salles d’examen sont beaucoup plus petites que la salle d’attente. changements / h, qui est la norme actuelle pour les salles d’examen médical Par comparaison, la salle d’attente avait un taux de renouvellement d’air / h exceptionnellement élevé dans toutes les pièces, les entrées et les sorties d’air étaient dans le plafond, ce qui peut avoir réduit le mélange de l’air et augmenté la persistance de la matière en suspension dans certains endroits. Enfin, certaines limites de notre étude doivent être reconnues. Les méthodes de détection ont déterminé la quantité d’ARN viral présent dans les échantillons cliniques d’aérosols, mais n’ont pas mesuré la viabilité ou l’infectiosité des particules virales en suspension dans l’air ni d’autres facteurs pouvant influencer la transmission. L’exposition à ces particules reste à déterminer La culture virale des échantillons serait une étape importante à ajouter aux études ultérieures. Deuxièmement, bien que la majorité des patients adultes présentant des symptômes de maladie des voies respiratoires supérieures aient été testés, la plupart des enfants ne l’étaient pas. Il est également possible que certains individus asymptomatiques aient excrété le virus grippal dans l’environnement, en particulier parce que l’excrétion virale de la grippe atteint habituellement son maximum avant que les symptômes ne se manifestent . Il est donc probable que le nombre de personnes montrent que l’influenza dans l’air et l’ARN du VRS peuvent se retrouver dans l’ensemble des soins de santé typiques Pendant la saison grippale Particulièrement dans le cas de la grippe, une grande partie de la matière virale était contenue dans des particules suffisamment petites pour rester longtemps dans l’air, se disperser largement dans l’environnement et être inhalée profondément dans les voies respiratoires. la transmission aérienne peut survenir pendant les périodes de pointe de la grippe saisonnière ou une pandémie de grippe et indique que des recherches supplémentaires sont nécessaires pour comprendre le potentiel de transmission de la grippe par les aérosols. Le VRS est généralement présent dans des concentrations plus faibles. la possibilité de transmission du VRS par voie aérienne devrait également être étudiée

Remerciements

Nous remercions David Edgell, pour la fabrication des échantillonneurs d’aérosols; Michael Flemmer et Larry Lee, pour avoir modifié les pompes d’échantillonnage personnelles; Jessica Jajosky et Monica Shah, pour leur aide dans le dépistage et le suivi des patients; et le personnel de la Clinique de soins urgents de l’Université de Virginie-Occidentale, pour leur coopération et leur assistance lors de cette étude Soutien financier Institut national pour la sécurité et la santé au travail NIOSH et NIOSH extra-muros OH OH à IBCPotential Conflits d’intérêts Tous les auteurs: aucun conflit