Dans une étude récente en cours d’examen dans la revue Scientific Reports et publiée sur le Place de la recherche* serveur de préimpression, les chercheurs ont évalué le risque d’infection par le coronavirus 2 (SRAS-CoV-2) du syndrome respiratoire aigu sévère pour des scénarios intérieurs.
Étude : Transmissibilité du coronavirus et de ses variantes à partir de sujets infectés dans des environnements intérieurs. Crédit d’image : Elizaveta Galitckaia/Shutterstock
Sommaire
Arrière-plan
Outre les événements de super propagation, les événements à risque faible et moyen contribuent également à un risque accru d’infection par le SRAS-CoV-2 dans l’environnement intérieur. C’est très probablement parce que la voie des aérosols, y compris les gouttelettes et leurs résidus, est la principale voie de transmission de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19).
Plusieurs modèles ont quantifié le risque posé par le SRAS-CoV-2 dans les environnements intérieurs. Cependant, les modèles à coup unique antérieurs ne traitaient pas l’inhalation de gouttelettes comme un processus discret, ce qui entraînait des difficultés à lier la charge virale chez les individus infectés à 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 antérieurs supposaient un diamètre final constant des gouttelettes 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 traité le mécanisme de dispersion par le processus de diffusion turbulent 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 voie aérosol suite à un couplage charge virale-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-décantation-dispersion des gouttelettes.
Ils ont utilisé un 50 m3 chambre avec un taux de renouvellement d’air (AER) de 0,5 h -1 et a libéré 1200, 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 x 10 dix Copies d’ARN/mL avec 0,1 h -1 taux d’inactivation.
Durée de vie des gouttelettes dans un environnement intérieur typique
Les chercheurs ont établi le lien entre la charge virale et le degré de dissémination du SRAS-CoV-2 en calculant le temps d’exposition nécessaire pour atteindre le risque unique pour un événement expiratoire donné, y compris la respiration, la parole, la toux et les éternuements. 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. De plus, ils ont pris en compte les caractéristiques d’émission expiratoire, telles que la distribution de la taille des gouttelettes, la fréquence d’émission et la concentration de virions dans les gouttelettes émises.
La teneur en solides de la salive/gouttelette, en dehors des conditions ambiantes, affecte la taille des gouttelettes à l’équilibre. Ainsi, les chercheurs ont supposé une teneur en solides de 8 g/L et ont modélisé précisément l’évaporation des gouttelettes couplée aux autres processus. Surtout, ils ne croyaient pas que les gouttelettes étaient instantanément mélangées dans l’environnement de la pièce et tenaient compte de l’effet de la turbulence induite par la ventilation pour simuler la dynamique des gouttelettes dans la pièce.
Différentes variantes du SRAS-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 à la fois les événements de dépôt bronchique et pulmonaire.
Ils ont comparé les prévisions de risque du modèle d’étude actuel à 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 aérosol 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 passée à l’intérieur.
Comme la charge virale dépassait 10 dix Copies d’ARN/mL, le modèle a prédit un passage en douceur au risque d’approcher une valeur plus élevée et d’atteindre une saturation. Comme les variantes SARS-CoV-2 Delta et Omicron produisent une charge virale plus élevée que les variantes sauvages plus anciennes du SARS-CoV-2, le modèle d’étude a rationalisé la plus grande transmissibilité observée de ces variantes. Étant donné que la gravité réelle de la maladie est associée à l’infectiosité d’un variant, la présente étude a démontré que le risque d’infection dépendait de la charge virale, indépendamment des 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 -1 à 10h -1 pour une durée d’exposition de 10 minutes, le risque de coup unique a diminué d’environ un ordre de un. Une explication raisonnable est que la ventilation élimine les virus en suspension dans l’air de l’environnement intérieur ; cependant, lorsque la charge virale augmente, l’effet de la ventilation améliorée diminue car les particules plus petites contribuent également au risque.
L’humidité relative ambiante a eu un impact négligeable sur le risque d’infection par le SARS-CoV-2. Par conséquent, une HR plus élevée a conduit à des tailles de gouttelettes plus grandes avec une durée de vie réduite, 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 particules de grande taille ont diminué d’environ 1/5 de leur taille d’origine.
conclusion
L’étude a remarquablement souligné l’importance du déploiement de masques, de purificateurs d’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 semblait avoir l’effet le plus dominant, et elle était corrélée au 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 transmises par l’air.
*Avis important
Place de la recherche publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, guider la pratique clinique/les comportements liés à la santé, ou traités comme des informations établies.
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