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N95 प्रसार को रोकने में विफल

N95s प्रसार को रोकने में विफल क्यों हैं I

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महामारी की शुरुआत के बाद से, हमें आश्वासन दिया गया है कि सामुदायिक मास्किंग अनुपालन हमारी समस्याओं का समाधान करेगा और SARS-CoV-2 के प्रसार को रोक देगा। फिर भी वास्तविक दुनिया के एप्लिकेशन डेटा ने उन्हें व्यक्तिगत सुरक्षा के लिए शमन उपाय के रूप में लगातार विफल होने के लिए दिखाया है, और बेतरतीब मार्गदर्शन पर पाठ्यक्रम को सही करने के बजाय, हमें बताया गया था मुखौटा और जोर से तेजी से प्रतिबंधात्मक के साथ, हालांकि प्रभावी रूप से गैर-कम करने वाले उपकरण। 

परंतु क्यों क्या वे असफल हुए, और वे असफल क्यों होते रहे? नीचे, हम विशिष्टताओं में तल्लीन करते हैं कि क्यों, भले ही काल्पनिक पूर्ण कैप्चर क्षमता को मानते हुए, N95s SARS-CoV-2 के प्रसार को कम करने में विफल रहे। 

हमें बीमारी की गंभीरता, किसी दिए गए व्यक्ति की प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया और बीमारी के दौरान प्रगति के आधार पर वायरल ट्रांसमिसिबिलिटी और संक्रामक पदार्थ के आउटपुट को स्पेक्ट्रम के रूप में देखना शुरू करना चाहिए। इन सभी का SARS-CoV-2 से संक्रमित व्यक्ति के वायरल लोड पर महत्वपूर्ण प्रभाव देखा गया है। हम आउटपुट आंकड़े बनाम संक्रामक दर, और न्यूनतम संक्रामक खुराक के लिए माप के तरीकों पर चर्चा करेंगे। 

स्वतंत्र रूप से भी रोगजनक शमन में विचार करने के लिए ये प्रत्येक महत्वपूर्ण कारक हैं, लेकिन संयुक्त रूप से, वे हमें विशेष रूप से दिखा सकते हैं कि क्या किसी दिए गए दृष्टिकोण का संक्रामक खतरे के उन्मूलन में वांछित परिणाम होगा। श्वसन उत्सर्जन के आउटपुट आंकड़े प्रदर्शित करते हैं कि किसी व्यक्ति द्वारा कितना पदार्थ निकाला जा रहा है, और चाहे वे श्वसन रोगज़नक़ के साथ संचरित हों या नहीं, लेकिन आउटपुट आंकड़े बीमारी की शुरुआत, पुनर्प्राप्ति अवधि और पीसीआर-नकारात्मक होने पर अधिक गंभीर चरणों के बीच बहुत भिन्न होते हैं। किसी दिए गए रोगज़नक़ के लिए।

पार्टिकल-टू-प्लाक फॉर्मिंग यूनिट (पीएफयू) अनुपात के साथ आउटपुट की तुलना करके, हमें इस बात की दर दी जाती है कि उत्सर्जित कितने कण संक्रमण पैदा करने में सक्षम हैं। इन संक्रामक इकाइयों में से प्रत्येक को पीएफयू कहा जाता है। एक संभावित मेजबान द्वारा प्राप्त किए जाने वाले आवश्यक पीएफयू की संख्या को न्यूनतम संक्रामक खुराक (एमआईडी) के आंकड़े के रूप में दिया जाता है, जो एक सीमा है जो एक बार मिलने के बाद, संक्रमण की शुरुआत का अनुमान लगाया जाता है। 

कण-टू-पीएफयू अनुपात के आंकड़ों को देखकर और एमआईडी क्षमता की गणना करके, अंतिम उत्पाद उन व्यक्तियों की संभावित संख्या है जो किसी निश्चित समयावधि में संक्रमित हो सकते हैं। 

संक्रामकता की क्षमता के लिए इस मध्य सीमा के साथ, फिर हम किसी दिए गए उपकरण की काल्पनिक पूर्ण कैप्चर क्षमता को यह देखने के लिए लागू कर सकते हैं कि क्या सबसे अच्छी स्थिति में उपकरण के कम होने की संभावना है, या खतरे के लिए एमआईडी सीमा को पूरा होने से रोकता है। 

यहां, हम आउटपुट, पार्टिकल-टू-पीएफयू अनुपात, और सार्स-सीओवी-2 के लिए एमआईडी, बनाम एन95 के लिए काल्पनिक पूर्ण कैप्चर क्षमता को देखते हैं, यह प्रदर्शित करने के लिए कि कैप्चर की एक सही दर के साथ भी (और इस मामले में, उपकरण की तुलना में बहुत छोटा मामला स्वीकृत या कैप्चर करने के लिए डिज़ाइन किया गया है), 5% प्रतिशत कभी भी कैप्चर नहीं किया गया है, फिर भी संक्रमण के परिणामस्वरूप संक्रामक पदार्थ के लिए पर्याप्त संभावित जोखिम है। 

कण पर्वतमाला और उत्सर्जित पदार्थ का संगत व्यवहार

महामारी को कम करने के उपाय न्यूनतम व्यवहार्य कण आकार के साथ शुरू होने चाहिए थे, जो SARS-CoV-2 के लिए 0.06-0.14 µm पर आते हैं। जबकि अक्सर सार्वजनिक स्वास्थ्य अधिकारियों द्वारा धक्का दिया जाता है, N95 को पूरी तरह से रेट किया जाता है और 0.3 माइक्रोन से अधिक मामले को पकड़ने के लिए अनुमोदित किया जाता है। 90% प्रतिशत से अधिक साँस छोड़ने वाले कणों को गिरने के लिए दिखाया गया है के अंतर्गत 0.3 माइक्रोन। दिए गए स्थान के भीतर वायु विनिमय दरों के आधार पर विस्तारित अवधि - घंटों, यहां तक ​​कि दिनों के लिए पदार्थ का यह आकार ऊंचा रहता है। SARS-CoV-2 को एक मेजबान के बाहर एयरोसोल के रूप में घंटों के बाद और सतहों पर दिनों तक व्यवहार्य बने रहने के लिए दिखाया गया है। 

"SARS-CoV-2 वायरस देखा गया 3 घंटे के लिए व्यवहार्य. एरोसोल में, संक्रामक वायरस एकाग्रता में 10 से कमी के साथ3.5 10 के लिए2.7 TCID50 प्रति लीटर हवा।

इस अध्ययन में संक्रामक SARS-CoV-2 युक्त प्रयोगशाला से उत्पन्न एरोसोल का उपयोग किया गया, और समय के साथ विभिन्न सतहों पर और एरोसोल के रूप में उत्सर्जित पदार्थ की व्यवहार्यता देखी गई।

निम्नलिखित पर विचार करते समय, यह भी आश्चर्य होता है कि क्या झरझरा मुखौटा और श्वासयंत्र झिल्ली और वायरल पदार्थ के लिए व्यवहार्यता की अवधि बढ़ाने में भूमिका निभाई:

"जीवित रहने का समय सतहों पर वायुजनित विषाणुओं की के आधार पर भिन्न हैं चाहे सतहें झरझरा हों (जैसे, प्लास्टिक, स्टेनलेस स्टील, कांच) या झरझरा (जैसे, कागज और कपड़े)। गैर-छिद्रपूर्ण सतहों का रोग संचरण में प्रमुख योगदान होता है क्योंकि उन पर वायुजनित विषाणुओं के जीवित रहने का समय झरझरा सतहों की तुलना में अधिक लंबा देखा गया है। 

मास्क और श्वासयंत्र निश्चित रूप से झरझरा सतहों के रूप में गिने जाते हैं। कई रेस्पिरेटर भी पिघले हुए प्लास्टिक से बने होते हैं। क्या मास्क झिल्लियों पर वायरल व्यवहार्यता का काफी हद तक अध्ययन किया गया है? 

एरोसोल व्यवहार्यता दर महत्वपूर्ण हैं क्योंकि वे एक संचरित व्यक्ति के बिना संलग्न स्थानों में संचरण की क्षमता प्रदर्शित करते हैं। - एक संचरित व्यक्ति मौजूद है और दिए गए स्थान में उत्सर्जित हो रहा है, आउटपुट एक स्थिर होगा, और व्यवहार्य वायरल पदार्थ प्रति-श्वास के आधार पर रोगज़नक़ के वायुमंडलीय संतृप्ति को बढ़ाएगा। 

कुछ लोगों ने हाल ही में टिप्पणी की है कि जब कण आकार 95 माइक्रोन से छोटे हो जाते हैं तो मास्क और N0.3 और भी अधिक प्रभावी होते हैं। इस सैद्धांतिक निर्माण के रूप में जाना जाता है एक प्रकार कि गति, केवल तब होता है जब अध्ययन की जा रही प्रणाली में अनिवार्य रूप से कोई वेग नहीं होता है। 

लेकिन मास्क और रेस्पिरेटर के साथ - यह मानते हुए कि व्यक्ति जीवित है, सांस ले रहा है, और मरा नहीं - वायु प्रवाह (सांस अंदर और बाहर) से महत्वपूर्ण गति से पता चलता है कि कण लैमिनार प्रवाह व्यवस्था में हैं और निकट-शून्य वेग पर नहीं हैं। इस प्रकार, सांस लेने और छोड़ने के बीच संभावित रूप से बहुत कम समय को छोड़कर, ब्राउनियन प्रवाह शासन संभव नहीं है।

मास्क और श्वासयंत्र के साथ एक अनदेखी लेकिन महत्वपूर्ण मुद्दा सील है - छोटे अंतराल वाले क्षेत्र इन उपकरणों को पहनने वाले के लिए अप्रभावी बना देते हैं। पहनने की आवश्यक शर्तों के तहत, शायद ही कभी, कोई भी इन उपकरणों को सही ढंग से पहनता है, इसलिए हमें पहले से ही गैर-कम करने वाले उपकरण गलत तरीके से पहने जा रहे हैं। 

फिट बनाम रिसाव के इन आंकड़ों के अनुसार, 3.2% प्रतिशत रिसाव 100% प्रतिशत अक्षमता के बराबर है। 

किसी दिए गए खतरे को कम करने में विफल उपकरण के कारण को संबोधित करते समय इन सभी कारकों पर विचार किया जाना चाहिए। अगले उत्सर्जन आउटपुट, न्यूनतम संक्रामक खुराक, पट्टिका बनाने वाली इकाइयों, और वे कैसे संबंधित हैं, की जांच करके, हम बेहतर ढंग से समझ सकते हैं कि क्यों इंजीनियरिंग नियंत्रण हमेशा सही प्रतिक्रिया थे, न कि श्वसन सुरक्षा उपकरणों का बड़े पैमाने पर कार्यान्वयन।

"बीमार" मरीजों से श्वसन उत्सर्जन - पीसीआर-सकारात्मक बनाम नकारात्मक परीक्षण परिणाम:

स्वस्थ बनाम सार्स-सीओवी-2 पीसीआर-सकारात्मक परीक्षण विषयों में एयरोसोल आउटपुट पर शोध में, पीसीआर-सकारात्मक परीक्षण विषयों द्वारा उत्सर्जित कणों का 90%+ प्रतिशत 0.3 माइक्रोमीटर से कम था, और उत्सर्जित पदार्थ की गणना अलग-अलग गंभीरता वाले व्यक्तियों की तुलना में की गई थी। पीसीआर-नकारात्मक विषयों के साथ बीमारी। 

"मंझला साँस छोड़ी स्वस्थ नियंत्रण (2/L [1490.5–46.0/L]; p <34,772.0 की तुलना में SARS-CoV-252.0 PCR पॉजिटिव रोगियों (0.0/L [882.0–0.0001/L]) में कणों की संख्या में काफी वृद्धि हुई थी। 

यदि हम 4.3-29 लीटर प्रति मिनट (ईपीए एक्सपोजर फैक्टर्स हैंडबुक से) की श्वसन उत्सर्जन दर का उपयोग करते हैं, तो प्रति लीटर 34,772 कणों की उच्चतम-आउटपुट पीसीआर-पॉजिटिव रेंज को 29 लीटर प्रति मिनट से गुणा करके प्रति मिनट 1,008,388 कणों का उत्सर्जन किया जाता है। . 

जबकि मैं यह दावा नहीं कर रहा हूं कि वे सभी कण व्यक्तिगत वायरस कण थे, या उस मामले के लिए व्यवहार्य वायरस कण थे, फिर भी पीसीआर-पॉजिटिव और नकारात्मक व्यक्तियों (1,490.5 बनाम 252 के माध्य मान) द्वारा उत्सर्जित मामले में अत्यधिक महत्वपूर्ण अंतर है। पीएफयू की भूमिका पर चर्चा के बाद कणों को पीएफयू में बदलने का अनुपात पेश किया जाएगा।

कण आकार और उत्सर्जन दर:

अध्ययन में पहले SARS-CoV-2 सकारात्मक और नकारात्मक विषयों में उत्सर्जित कण-आकार के उपायों पर चर्चा की गई थी। 

"कण के संबंध में आकार वितरण, उपलब्ध आकार चैनल (कुल मिलाकर, 14 से 0.15 माइक्रोन तक के 5.0 आकार के चैनल) का तीन आकार बैंडों में विश्लेषण किया गया: <0.3 माइक्रोन, 0.3–0.5 माइक्रोन, और> 0.5–5.0 माइक्रोन। दोनों समूहों के लिए, अधिकांश एरोसोल (> SARS-CoV-90 PCR-पॉजिटिव समूह में 2% और -नेगेटिव समूह में 78%) सबसे छोटी सीमा (<0.3 μm) में पाए गए। विशेष रूप से COVID पॉजिटिव समूह के लिए, कुल एयरोसोल एकाग्रता में वृद्धि कणों में वृद्धि ≤0.3 माइक्रोन पर हावी थी। 

अस्पताल में भर्ती 64 रोगियों में से दस व्यक्तियों का नमूना लिया गया, जो पेश होने वाले सबसे गंभीर मामलों में से थे, लगभग 64.8% प्रतिशत के लिए जिम्मेदार थे, इसलिए इस मामले में यह देखना महत्वपूर्ण है कम से कम रूढ़िवादी आउटपुट रेंज और आउटपुट और न्यूनतम संक्रामक खुराक की गणना करते समय संक्रामकता की संभावना। विशेष रूप से, पेपर ने कहा:

"सार्स-सीओवी-2 में पीसीआर-पॉजिटिव समूह, 15.6% (n = 10/64) ने उच्च गणना दिखाई और समूह में सभी निकाले गए कणों की संख्या के 64.8% के लिए जिम्मेदार थे। इसके अलावा, 15.6%, सभी रोगियों के 3.5% के बराबर (n = 10/288), सभी निकाले गए कणों के 51.2% के लिए जिम्मेदार था। 

यदि हम संक्रामकता की दरों के साथ बीमारी की सबसे बड़ी गंभीरता का अनुभव करने वालों की तुलना करते हैं, तो हम संचरित व्यक्तियों द्वारा व्यवहार्य कण उत्पादन के बारे में अधिक समझ सकते हैं। पीसीआर-नकारात्मक और पीसीआर-पॉजिटिव परीक्षण विषयों को पुनर्प्राप्त करने वाले उत्सर्जित पदार्थ और विषाणु दोनों के कम उत्पादन को ध्यान में रखते हुए, यह अनुमान लगाना सुरक्षित हो सकता है कि यह स्पर्शोन्मुख संचरण की कम संभावना को वायरल प्रसार का एक प्रमुख कारक बताता है। 

व्यवहार्य विषाणुओं की सांद्रता बनाम आरएनए प्रतियों की उपस्थिति

सभी आरएनए प्रतियां या वायरस कण पीएफयू बनाने में सक्षम नहीं हैं, जिसके परिणामस्वरूप वायरल प्रतिकृति होती है। जबकि कितनी संक्रामक इकाइयां उत्पन्न हुई हैं, इसके लिए डेटा प्रदान किया गया है, यह है नहीं उत्सर्जन उत्पादन दर ये एक संक्रमण के दौरान कुल वायरल उत्पादन पर अनुमान हैं। 

"अनुमानों से विभाजित करना वायरल निकासी दर के व्युत्क्रम के लिए 3 × 10 का अनुमानित कुल उत्पादन देता है9 3 × 10 तक12 विषाणु, या 3 × 105 3 × 10 तक8 एक विशिष्ट संक्रमण के पूरे पाठ्यक्रम में संक्रामक इकाइयाँ। 

सरलीकृत, यानी 3 बिलियन से 3 ट्रिलियन वायरस कणों का कुल उत्पादन, या बीमारी के दौरान उत्पन्न 300,000 से 300 मिलियन संक्रामक इकाइयां। 

विरियन आउटपुट

वायरियन आउटपुट को स्थापित करने के विभिन्न तरीके हैं, जो साथ-साथ देखे जाने पर थोड़ी अलग रेंज पेश करते हैं। कुछ अध्ययन कुल उत्सर्जित विषाणु दिखाते हैं, जैसे कि निम्नलिखित:

"कुछ मरीजों को है वायरल टाइटर्स जो Wölfel et al के औसत टिटर को परिमाण के दो से अधिक क्रमों से अधिक करते हैं जिससे उत्सर्जित बूंदों में विषाणुओं की संख्या 100,000 प्रति मिनट बोलने से अधिक बढ़ जाती है। 

अन्य अध्ययन कुल कण गणना देते हैं और कुल आउटपुट से व्यवहार्य विषाणुओं में रूपांतरण कारकों का उपयोग करने पर भरोसा करते हैं। यह स्थापित करना महत्वपूर्ण है कि समग्र वायरस कण उत्पादन कुल व्यवहार्य विषाणुओं के बराबर नहीं है, जिसका अर्थ है पट्टिका बनाने वाली इकाइयाँ (पीएफयू) बनाने में सक्षम विषाणु। 

पीएफयू - अलग-अलग पट्टिका बनाने वाली इकाइयां (पीएफयू) बनाने के लिए आवश्यक वायरस कणों को समझना:

जबकि सभी उत्सर्जित वायरल आरएनए और वायरस कण वायरल प्रतिकृति और पीएफयू के निर्माण में सक्षम नहीं हैं, यह समझा जाता है कि प्रत्येक पीएफयू एक व्यवहार्य वायरल कण द्वारा बनाया जाता है। निम्नलिखित अंश वायरल संक्रमण और शुरुआत पर पीएफयू के प्रभाव पर चर्चा करते हैं। 

"परख डिजाइन किया गया है ताकि प्रत्येक प्लेक एक संक्रामक वायरस कण को ​​​​गुणित करके संक्रमण से उत्पन्न हो। जैसे, PFU/ml को प्रति मिली लीटर (IU/ml) में संक्रामक इकाइयों की संख्या का एक माप माना जाता है, इस चेतावनी के साथ कि लागू विभाज्य में संक्रामक कणों के लिए सजीले टुकड़े के एक-से-एक अनुपात के बारे में निश्चित नहीं हो सकता है। ” 

"अधिकांश पशु विषाणुओं के लिए, एक संक्रामक कण संक्रमण आरंभ करने के लिए पर्याप्त है।" 

"रेखीय प्रकृति खुराक-प्रतिक्रिया वक्र का संकेत यह दर्शाता है कि एक अकेला विषाणु संक्रमण शुरू करने में सक्षम है। हालांकि, कई विषाणुओं के उच्च कण-टू-पीएफयू अनुपात से पता चलता है कि सभी विषाणु सफल नहीं होते हैं। एक उच्च कण-टू-पीएफयू अनुपात कभी-कभी जीनोम के साथ गैर-संक्रामक कणों की उपस्थिति के कारण होता है जो घातक उत्परिवर्तन को रोकते हैं या जो विकास या शुद्धिकरण के दौरान क्षतिग्रस्त हो गए हैं।

"यह आमतौर पर माना जाता है कि पट्टिका एक एकल विषाणु द्वारा कोशिका के संक्रमण का परिणाम है। अगर ऐसा है तो पट्टिका में वायरस से उत्पन्न सभी वायरस एक क्लोन होना चाहिए, दूसरे शब्दों में यह आनुवंशिक रूप से समान होना चाहिए।” 

संक्षेप में, एक व्यवहार्य वायरल कण, या विषाणु, एक पीएफयू बनाने में सक्षम है, जिसमें यह वायरल कण प्रतिकृति करता है। बनाया गया कुछ मामला पूरी तरह से वायरल आरएनए है जो स्वतंत्र रूप से संक्रमण पैदा करने में अक्षम है, और कुछ बनाया गया मामला प्रतिकृति और संक्रमण करने में सक्षम है।

बीच के रिश्ते कणों के कुल उत्पादन और पीएफयू के निर्माण को पार्टिकल टू पीएफयू अनुपात कहा जाता है। SARS-CoV-2 के लिए, उत्सर्जित कणों का PFUs से अनुपात 1000 से 1,000,000 है। 

पीएफयू और न्यूनतम संक्रामक खुराक अध्ययन

हमारी सांस लेने की दर उम्र और गतिविधि के स्तर के आधार पर भिन्न होती है। औसत मानव श्वसन दर 16-20 साँस प्रति मिनट है। इस चर्चा के प्रयोजनों के लिए, 4.3-29 लीटर प्रति मिनट (ईपीए एक्सपोजर फैक्टर हैंडबुक से) की श्वास दर का उपयोग किया जाएगा। यह संदर्भ 53 लीटर प्रति मिनट की सीमा देता है। हम आउटपुट को प्रति मिनट वायरियंस के रूप में देखेंगे, और ट्रांसमिशन के लिए पीएफयू और वायरियंस के रूप में न्यूनतम संक्रामक खुराक, क्योंकि दोनों उपलब्ध शोध में खोजे गए हैं। 

साहित्य से न्यूनतम संक्रामक खुराक (एमआईडी) डेटा:

विभिन्न श्वसन विषाणुओं और SARS-CoV-2 पशु अध्ययनों के तुलनात्मक अध्ययन का उपयोग कई MID अनुमानों में योगदान करने के लिए किया गया है, लेकिन यह पेपर यथासंभव मानव अध्ययन पर केंद्रित है। 

"हालांकि एमआईडी मनुष्यों में SARS-CoV-2 का अधिक शोध की आवश्यकता है, यह लगभग 100 वायरस कण होने की उम्मीद है। HCoV-229E के लिए कोरोनावायरस के संबंध में एकमात्र मानव अध्ययन रिपोर्ट किया गया है और इसका MID 9 PFU है। इसके अलावा, अगर एयरोसोल ट्रांसमिशन प्रमुख मोड है, तो एमआईडी कम होगा।” 

"वास्तव में, एरोसोल-आधारित संक्रमण कम खुराक की आवश्यकता होती है, उदाहरण के लिए, ड्रॉपलेट-आधारित संक्रमणों की तुलना में ~100 गुना कम।” 

"न्यूनतम संक्रामक खुराक मूल्यांकन किए गए क्रॉस-सेक्शनल और केस-सीरीज़ अध्ययनों में मनुष्यों में COVID-2 पैदा करने वाले SARS-CoV-19 की संख्या कम थी; एक केस-सीरीज़ अध्ययन में जिसने 273 सार्स-सीओवी-15-सकारात्मक रोगियों के 2 नमूनों में संक्रामक खुराक की जांच की, पता चला कि न्यूनतम संक्रामक खुराक 1.26 पीएफयू इन विट्रो में कोविड-19-आरडीआरपी/हेल परीक्षण में थी। 1 एक अन्य अध्ययन में, 248 COVID-19 व्यक्तियों के ओरो-नासोफेरींजल नमूनों का मूल्यांकन किया गया था, और संक्रमित खुराक को 364 PFU बताया गया था। 

"केस-सीरीज़ स्टडी में जिसमें 97 साल और उससे कम उम्र के 10 बच्चों, 78-11 साल के 17 बच्चों और 130 वयस्कों का आकलन किया गया, 11-17 साल के बच्चों में संक्रामक खुराक दो अन्य समूहों (125 पीएफयू) से कम थी। वयस्कों की तुलना में बच्चों में कम जीवित वायरस वृद्धि, उच्च चक्र थ्रेसहोल्ड और कम वायरल एकाग्रता थी, इसलिए बच्चे संक्रमण के मुख्य वाहक नहीं हैं। ⩽10 वर्ष की आयु के बच्चों में दूसरों की तुलना में स्पर्शोन्मुख होने की संभावना अधिक थी। 

"सबसे ज्यादा अच्छी तरह से चर्चा की गई एक (एसआईसी) बसु एट अल द्वारा किया गया अध्ययन है, जिसका मुख्य लक्ष्य उन बूंदों के आकार का मूल्यांकन करना था जिनमें संक्रमण होने की उच्च संभावना है। लेकिन इस खोज के अलावा उनके पास वायरल लोड से जुड़े कुछ बिंदु भी थे जो संक्रमण का कारण बन सकते हैं। उन्होंने पाया कि 2.5 घंटे की अवधि में निकट स्थित व्यक्ति के नासॉफिरिन्क्स पर रखने वाले विषाणुओं की संख्या लगभग (11/5) प्रति मिनट × 60 मिनट × 2.5 घंटे = 330 है।

अन्य कोरोनविर्यूज़ सहित तुलनात्मक अध्ययनों से पता चला है कि पीएफयू श्वसन वायरस के लिए काफी कम हो सकते हैं। 

"की अनुमानित संक्रामकता SARS-CoV-1 HCoV-229E सहित अन्य कोरोनविर्यूज़ के बराबर था, जो मनुष्यों में हल्की सर्दी के लिए एक प्रेरक एजेंट है। प्रायोगिक अध्ययन में SARS-CoV-10 के ID50 और ID1 को 43 और 280 PFU (400 TCID50) के रूप में रिपोर्ट किया गया था। 

"मानव आईडी50 मौसमी कोरोनावायरस उपप्रकार 229E के लिए जो मनुष्यों में हल्की सामान्य सर्दी का कारण बनता है, 13 TCID बताया गया था50". 

SARS-CoV-2 पर प्रदान किए गए अध्ययनों में चर्चा किए गए आंकड़े 1.26, 100, 125, 330, और 363 PFU संचरण के लिए थे, फिर से संवेदनशीलता के एक व्यापक स्पेक्ट्रम के लिए बोल रहे थे। 

न्यूनतम संक्रामक खुराक सीमा क्षमता बनाम व्यवहार्य विषाणुओं का उत्पादन

इन उपलब्ध आंकड़ों का उपयोग करके, हम इस दावे से निपट सकते हैं कि एन95 आउटपुट योगदान, उत्सर्जित वायरल पदार्थ की संक्रामक क्षमता, पीएफयू रेंज को देखते हुए संक्रामक एरोसोल से सार्थक सुरक्षात्मक मूल्य प्रदान करते हैं, फिर हम एन95 की एक काल्पनिक सही कैप्चर क्षमता के खिलाफ इन रेंजों का वजन कर सकते हैं। 95% प्रतिशत पदार्थ को कैप्चर करना, बनाम शेष अनकैप्ड 5% प्रतिशत। फिर से, ध्यान दें कि N95 को <0.3 µm पर कब्जा करने के लिए डिज़ाइन या अनुमोदित नहीं किया गया है, और हम एक रोगज़नक़ पर चर्चा कर रहे हैं जिसका न्यूनतम व्यवहार्य कण आकार 0.06-0.14 µm है।

श्वसन उत्सर्जन एक संक्रामक व्यक्ति से एक मिनट में 100,000 से अधिक विषाणुओं तक पहुंचने के लिए दिखाया गया है, हालांकि सभी उत्सर्जित विषाणुओं को संक्रामक नहीं माना जा सकता है। अतिरिक्त शोध पत्रों ने 750,000 विरिअन/मिनट के रूप में उच्च उत्पादन का दावा किया है (लेकिन ऐसे दावों का समर्थन करने वाले डेटा की कमी है)। यह भी ध्यान दिया जाना चाहिए कि हम निश्चित रूप से किसी व्यक्ति के समाप्त हो चुके पदार्थ को अंदर नहीं लेते हैं, लेकिन एक संक्रमित व्यक्ति के साथ हमारी निकटता, उनके उत्पादन की दर, अंतरिक्ष के भीतर अवधि, और उस दिए गए स्थान के भीतर वेंटिलेशन सभी कारक हैं जो संचरण की संभावना पर एक प्रभाव जिसे एक रेखीय या पूर्वानुमेय फैशन में व्यक्त नहीं किया जा सकता है।

पढ़ाई में हमने ऊपर पता लगाया, उच्चतम-आउटपुट पीसीआर-पॉजिटिव रेंज 34,772 पार्टिकल्स प्रति लीटर थी, जिसमें आउटपुट की उच्चतम रेंज उत्सर्जित करने वाले कुल पदार्थ का 64% प्रतिशत उत्सर्जन करते थे। 

पहले हम बनाएंगे इनमें से प्रत्येक रेंज का एक घंटे का आउटपुट, फिर 1,000 से 1,000,000 की प्रत्येक रेंज के लिए पार्टिकल-टू-पीएफयू अनुपात लागू करें। 

आउटपुट रेंज ए

प्रति मिनट 100,000 विषाणु उत्सर्जित करने वाले एक संलग्न स्थान में एक संचरित व्यक्ति का एक घंटा 6 मिलियन विषाणु (100,000 × 60 मिनट) का उत्पादन होगा। एक संलग्न स्थान में 8-घंटे की अवधि उत्सर्जित 48 मिलियन विषाणुओं (100,000 × 480 मिनट) के बराबर होती है। 1,000 से 1,000,000 के पार्टिकल-टू-पीएफयू अनुपात के साथ, यह हमें एक घंटे में 6,000 व्यवहार्य विषाणु देता है, 48,000 घंटे में 8। 

दिए गए चर्चा किए गए अध्ययनों से पीएफयू के आंकड़े 1.26, 100, 125, 330, और 363 पीएफयू न्यूनतम संक्रामक खुराक के रूप में आवश्यक थे। मैंने MID थ्रेशोल्ड के लिए प्रत्येक क्षमता को सूचीबद्ध करने के लिए प्रत्येक PFU आंकड़े द्वारा व्यवहार्य विषाणुओं की प्रत्येक मात्रा को विभाजित किया। 

आउटपुट रेंज बी

पीसीआर-पॉजिटिव कण संग्रह अध्ययन में, प्रति लीटर 34,772 कण एकत्र किए गए उच्चतम श्रेणी के थे, कुल उत्सर्जित कणों का ~64% प्रतिशत 10 स्रोतों से आ रहा था, जो सार्स-सीओवी-2 के साथ अपने संक्रमण से सबसे अधिक प्रतिकूल रूप से प्रभावित थे। . यदि हम 34,772 कणों को 29 लीटर प्रति मिनट की उत्सर्जन मात्रा से गुणा करके देखते हैं, तो आउटपुट रेंज 1,008,388 कण प्रति मिनट उत्सर्जित होती है। 

ईपीए एक्सपोजर हैंडबुक प्रति मिनट की सीमा को 53 लीटर प्रति मिनट तक सूचीबद्ध करता है, इसलिए 29 लीटर प्रति मिनट के आंकड़े का उपयोग करना आउटपुट की उच्चतम सीमा संभव नहीं है। 7 और 29 लीटर प्रति मिनट की आउटपुट रेंज का उपयोग किया जाएगा क्योंकि वे आउटपुट रेंज हैं जो गतिहीन से मध्यम गतिविधि स्तर की रेंज में आती हैं। 

29 लीटर प्रति मिनट पर, 34,772 कण प्रति लीटर (1,008,388 कण) से गुणा करके, आउटपुट की 60 मिनट की अवधि के लिए, उत्पाद 60,503,280 (1,008,388×60) कण प्रति घंटे, और 484,026,240 प्रति 8- घंटे की अवधि (1,008,388×480) है मिनट)।

COVID के लिए 1,000 से 1,000,000 के कण-से-PFU अनुपात के साथ, यह हमें प्रति घंटे 60,503 व्यवहार्य विषाणु उत्सर्जित करता है, और प्रति 484,026-घंटे की अवधि में 8 व्यवहार्य विषाणु देता है। 

ये गणना हमें न केवल कितने वायरस कणों को उत्सर्जित करने के संदर्भ में एक संचरित व्यक्ति की उत्पादन क्षमता देती है, बल्कि पीएफयू आंकड़े का उपयोग करने वाले लोगों की एक निश्चित संख्या को संक्रमित करने के लिए एमआईडी सीमा तक पहुंचने की क्षमता भी देती है। 

जबकि SARS-CoV-2 के लिए प्रदर्शित PFU की सीमा काफी व्यापक है, हमें व्यक्तिगत स्वास्थ्य स्थिति और प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया के आधार पर संचारण के एक स्पेक्ट्रम का अनुमान लगाना चाहिए। जबकि 1.26 पीएफयू काफी कम प्रतीत होता है, सार्स-सीओवी-1 के लिए पीएफयू को संक्रमण की शुरुआत के लिए एमआईडी सीमा को पूरा करने के लिए 13 पीएफयू जितना कम दिखाया गया है।

यहां तक ​​कि अगर 7 लीटर प्रति मिनट के कम उत्सर्जन आउटपुट का उपयोग किया जाता है, तो यह प्रति मिनट 243,404 कण (34,772 x 7)), प्रति घंटे 14,694,240 कण (234,404 x 60), और 116,833,920 (243,404 x 480) कण प्रति 8 की दर देता है। - घंटे की अवधि। 1,000 से 1,000,000 के पार्टिकल-टू-पीएफयू अनुपात के साथ, 1-घंटे की अवधि 14,604 व्यवहार्य विषाणुओं का आउटपुट है, और 116,833-घंटे की अवधि में 8 है। 

गतिहीन से मध्यम तीव्रता के इन आउटपुट रेंज के साथ, कई बार सभी स्थापित PFU आंकड़ों के लिए MID सीमा पूरी हो जाती है। 

N95 विफल क्यों हुए/असफल हो रहे हैं/विफल होंगे 

N95 रेटिंग वाले रेस्पिरेटर्स को 95μm से अधिक गैर-तेल-आधारित पदार्थ के 0.3% प्रतिशत पर कब्जा करने के लिए डिज़ाइन और अनुमोदित किया गया है। SARS-CoV-2 का न्यूनतम व्यवहार्य कण आकार 0.06-0.14 µm है, जो 0.3µm सीमा के नीचे है, भले ही बड़े पदार्थ के लिए बाध्य हो, इसलिए यह कण श्रेणी के लिए सही कैप्चर क्षमता का एक काल्पनिक है कि ये उपकरण डिज़ाइन नहीं किए गए हैं या कैप्चर करने के लिए स्वीकृत, न ही उनके एप्लिकेशन डेटा ने उन्हें 95% प्रतिशत या उसके आस-पास प्रदर्शन करने के लिए दिखाया है।

काल्पनिक पूर्ण कैप्चर क्षमता में एक अभ्यास के उद्देश्य से, हम उन्हें कैप्चर की पूर्ण 95% दर की धारणा प्रदान करेंगे। यदि हम आउटपुट रेंज ए और बी में प्रदर्शित किए गए एमआईडी आंकड़ों के 5% को लागू करते हैं, तो यह व्यवहार्य विषाणुओं की संक्रामकता बनाम 5% प्रतिशत कभी भी कब्जा नहीं किया जाएगा (उदाहरण के लिए, कोई रिसाव नहीं) प्रदर्शित करेगा यदि एक काल्पनिक 95% प्रतिशत की सही दर कब्जा मिला हुआ है।

आउटपुट रेंज ए

आउटपुट रेंज बी

प्रति मिनट 29 लीटर

प्रति मिनट 7 लीटर 

यदि हम पदार्थ के कण आकार की श्रेणियों के N95s के लिए एक काल्पनिक पूर्ण कैप्चर क्षमता की कल्पना करते हैं, जिसे इन उपकरणों को कैप्चर करने के लिए डिज़ाइन या अनुमोदित नहीं किया गया है, और शेष 5% प्रतिशत को कभी भी कैप्चर नहीं किया जाता है, तो MID को पूरा करने के लिए आउटपुट बनाम PFU की विशाल रेंज की आवश्यकता होती है। थ्रेसहोल्ड अभी भी आउटपुट की प्रत्येक स्थापित सीमा के लिए 1- घंटे और 8- घंटे की अवधि में कई व्यक्तियों के संभावित संक्रमण के लिए MID सीमा से कई गुना अधिक जोखिम की अनुमति देता है।

सारांश

हम SARS-CoV-2 के प्रकोप के दौरान अपने शमन मानकों के साथ ढीले पड़ गए क्योंकि यह रोगज़नक़ लोगों के भारी बहुमत के लिए घातक नहीं है, जिसकी उत्तरजीविता दर लगभग 99.8% प्रतिशत दिखाई गई है। घातक रोगजनकों और एक्सपोजर तत्वों पर लागू होने पर खतरनाक-विशिष्ट प्रतिक्रिया की ओर यह झुकाव अविश्वसनीय रूप से खतरनाक है।

काल्पनिक सर्वोत्तम स्थिति की जांच करके, हम बेहतर अनुमान लगा सकते हैं कि क्या दिए गए उपाय का पहचान किए गए खतरे पर कम करने वाला प्रभाव होगा। N95s बनाम आउटपुट के लिए, पार्टिकल-टू-PFU अनुपात, और SARS-CoV-2 के लिए MID, पदार्थ के काल्पनिक सटीक कैप्चर का सबसे अच्छा मामला है कि ये उपकरण न तो डिज़ाइन किए गए हैं और न ही कैप्चर करने के लिए स्वीकृत हैं, यह दर्शाता है कि वे अभी भी गैर-कम करने वाले हैं इस खतरे, और उनके उपयोग के लिए सिफारिशों पर तुरंत पुनर्विचार किया जाना चाहिए। 

अतिरिक्त संसाधन:

नमूनों से औसत वायरल लोड पर चर्चा: https://www.nature.com/articles/s41586-020-2196-x

न्यूनतम संक्रामक खुराक

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7090536/ (सामान्य रूप से MID पर, SARS-CoV-2 विशिष्ट नहीं)।

शब्दकोष

एयरोसोल- हवा या गैस में फैले कण, आकार में 5 माइक्रोन से कम के रूप में परिभाषित।

स्पर्शोन्मुख (फैलना) – उक्त रोगज़नक़ के किसी भी स्थापित लक्षणों को प्रदर्शित नहीं करते हुए एक रोगज़नक़ को दूसरों तक पहुँचाने की सैद्धांतिक अवधारणा। 

वायुमंडलीय संतृप्ति- व्यवहार्य पदार्थ की मात्रा जो एक संलग्न स्थान के भीतर ऊपर रहती है। 

एक प्रकार कि गति - लगभग शून्य वेग पर 0.3 माइक्रोन के नीचे कणों की अराजक, अप्रत्याशित गति की व्याख्या करने वाला सैद्धांतिक निर्माण।

उत्सर्जन- साँस छोड़ना पदार्थ।

लामिनार प्रवाह शासन - द्रव कण परतों में चिकने पथ का अनुसरण करते हैं।

न्यूनतम संक्रामक खुराक - बीमारी की शुरुआत का अनुमान लगाने के लिए किसी खतरे की न्यूनतम मात्रा का खुलासा होना चाहिए। 

N95 - एक नॉन-ऑयल-कैप्चरिंग पार्टिकुलेट फ़िल्टरिंग रेस्पिरेटर जो 95 µm से अधिक के 0.3% पदार्थ को ब्लॉक करने में सक्षम है।

शुरुआत - एक बार न्यूनतम संक्रामक खुराक सीमा पूरी हो जाने के बाद बीमारी की शुरुआत हो जाती है। 

आउटपुट - एक संचरित व्यक्ति द्वारा दिए गए वातावरण में उत्सर्जन जारी किया जा रहा है। 

स्थिर के रूप में आउटपुट - एक संलग्न स्थान के भीतर एक व्यक्ति दिए गए वातावरण में संक्रामक कणों से भरे श्वसन एरोसोल का उत्सर्जन करता है, प्रत्येक सांस के साथ दिए गए वातावरण को संक्रामक पदार्थ से अधिक संतृप्त करता है। 

पार्टिकल टू पीएफयू अनुपात - रोगजनक आउटपुट गणनाओं के लिए अनुपात जो प्रभावी रूप से संक्रामक कणों के खिलाफ उत्सर्जित कणों की कुल संख्या का वजन करता है। 

पीसीआर-नकारात्मक - किसी दिए गए रोगज़नक़ के लिए पीसीआर पद्धति के साथ परीक्षण किए जाने पर दिए गए परीक्षण विषय को सकारात्मक परीक्षा परिणाम प्राप्त नहीं होता है। पीसीआर पोलीमरेज़ चेन रिएक्शन तकनीक का उपयोग करने के लिए खड़ा है। 

पीसीआर पॉजिटिव - किसी दिए गए रोगज़नक़ के लिए पोलीमरेज़ चेन रिएक्शन तकनीक का उपयोग करके परीक्षण किए जाने पर दिए गए परीक्षण विषय को एक सकारात्मक परीक्षण प्राप्त होता है। 

पूर्ण कब्जा क्षमता- किसी उत्पाद द्वारा दी गई मिलान प्रतिशत प्रभावकारिता पर खतरनाक पदार्थ को उसकी काल्पनिक सर्वोत्तम दर के रूप में कैप्चर करना संभव है।  

पट्टिका बनाने वाली इकाइयाँ (PFU) - पीएफयू के निर्माण के लिए एक होस्ट सेल को संक्रमित करने वाले एक विषाणु की आवश्यकता होती है, जहां वायरल प्रतिकृति शुरू होती है। बीमारी की शुरुआत के लिए पीएफयू की दी गई संख्या की एक सीमा आवश्यक है, जिसे न्यूनतम संक्रामक खुराक के रूप में जाना जाता है।

आरएनए प्रतियां - एक कोशिका के भीतर प्रोटीन की प्रतियाँ बनाने के लिए आवश्यक आनुवंशिक सामग्री। आरएनए प्रतियां प्रतिकृति करने में सक्षम व्यवहार्य विषाणुओं के समान नहीं हैं। 

टीसीआईडी50 - टिशू कल्चर संक्रामक खुराक के लिए एक संक्षिप्त नाम, जो एक संस्कृति परख में 50% कोशिकाओं को संक्रमित करने के लिए आवश्यक वायरस का कमजोर पड़ना है। 

वायरल लोड- किसी दिए गए पदार्थ, उत्सर्जन, या एक संक्रामक व्यक्ति के शरीर के भीतर वायरस कणों की मात्रा।

वायरल व्यवहार्यता - एक कोशिका को संक्रमित करने और पट्टिका बनाने वाली इकाइयाँ (PFU) बनाने में सक्षम विषाणु।

विषाणु या व्यवहार्य विषाणु- एक पूर्ण संक्रामक वायरस कण।

लेखक

  • मेगन मैनसेलो

    मेगन मैन्सेल विशेष आबादी एकीकरण पर एक पूर्व जिला शिक्षा निदेशक हैं, जो गंभीर रूप से अक्षम, इम्यूनोकम्प्रोमाइज़्ड, अनिर्दिष्ट, ऑटिस्टिक और व्यवहारिक रूप से विकलांग छात्रों की सेवा कर रहे हैं; उसके पास खतरनाक वातावरण पीपीई अनुप्रयोगों की पृष्ठभूमि भी है। वह पूर्ण ADA/OSHA/IDEA अनुपालन के तहत इम्यूनो कॉम्प्रोमाइज्ड पब्लिक सेक्टर एक्सेस के लिए प्रोटोकॉल कार्यान्वयन लिखने और निगरानी करने में अनुभवी हैं। उस पर पहुंचा जा सकता है [ईमेल संरक्षित]


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