室內(nèi)微生物感染研究現(xiàn)狀綜述

(青島理工大學(xué) 山東 青島 266033)

目前，國外對室內(nèi)微生物傳播感染的研究居多，主要采用CFD仿真、數(shù)學(xué)模型以及調(diào)查分析的方法對飛機(jī)模型內(nèi)污染物傳播進(jìn)行模擬，進(jìn)而間接分析微生物產(chǎn)生的感染。

一、采用CFD對微生物感染的相關(guān)研究

Stephane B等[1]通過水基模型研究了通風(fēng)與非通風(fēng)情況下，人體運(yùn)動對飛機(jī)機(jī)艙內(nèi)氣流流動與污染物遷移的影響。研究表明：兩種情況下，最大污染物濃度都出現(xiàn)在運(yùn)動物體頂部兩個角落的后面；但通風(fēng)情況下，污染物染料會向較高的垂直位置卷曲。

Acikgoz等[2]于波音767客艙環(huán)境內(nèi)，對感染乘客咳嗽或打噴嚏后病原體擴(kuò)散過程進(jìn)行了模擬。結(jié)果顯示：病原體空氣傳播對宿主乘客的暴露與感染乘客座位位置和咳嗽方向強(qiáng)烈相關(guān)。

Sagnik Mazumdar等[3]采用小尺度水模型模擬了客艙內(nèi)氣流與污染物輸送。結(jié)果顯示：客艙中的座位和乘客往往阻礙污染物的橫向運(yùn)輸，致使污染物向機(jī)艙過道的運(yùn)輸受到限制，但對污染物的縱向擴(kuò)散幾乎不起作用；乘務(wù)人員或乘客的移動可將污染物攜帶至其經(jīng)過的地方甚至蔓延至更遠(yuǎn)位置。

Shengwei Zhu等[4]采用拉格朗日法分析了無外界干擾條件下，人體咳嗽產(chǎn)生的唾液液滴的傳輸特性。結(jié)果顯示：每次咳嗽過程中，超過6.7mg的唾液以高達(dá)22m/s的速度排出，且該液滴可移動至2米以外的位置；此外，咳嗽引起的唾液液滴的運(yùn)輸特性隨尺寸變化而變化，對于≤30μm粒徑液滴，其傳輸主要受室內(nèi)流場影響，重力或慣性力對其的影響可以忽略不計(jì)；而重力對50-200μm液滴有顯著影響；但≥300μm液滴由于受慣性力影響，很難下落；結(jié)果還表明，空調(diào)器與受試者之間的空間關(guān)系對液滴的運(yùn)輸有很大影響。

二、建立數(shù)學(xué)模型法對微生物感染的相關(guān)研究

Michael P等[5]通過建立包含一位感染者的室內(nèi)病毒與氣溶膠接觸傳播數(shù)學(xué)模型，并結(jié)合流感和病毒歷史數(shù)據(jù)對該模型進(jìn)行分析，分析表明：空氣氣溶膠傳播比流感的接觸傳播要占優(yōu)勢得多。

Mark Nicas等[6]提出了呼吸道感染患者房間內(nèi)紡織與非紡織表面病原體與空氣病原體相關(guān)源-環(huán)境-受體途徑與感染風(fēng)險相關(guān)的綜合模型。將模型路徑中的物理元素作為離散型馬爾可夫鏈模型中的“狀態(tài)”，估計(jì)了路徑中各個步驟的傳輸速率，以及它們與一種狀態(tài)中的病原體在指定時間間隔結(jié)束后轉(zhuǎn)移到另一種狀態(tài)的概率之間的關(guān)系。該模型表明，紡織品表面的生物殺菌劑具有通過手到粘膜接觸途徑大幅度降低感染風(fēng)險的潛力。

Jitendra K等[7]開發(fā)了一個從流量、流向及人類張開嘴/鼻子面積的測量中得到一組方程的源模型，用來提供從呼吸和說話過程中呼出的空氣熱流條件。研究發(fā)現(xiàn)：隨著時間推移，呼氣流速可以表示為呼吸的正弦函數(shù)和說話的常數(shù)；患者口鼻張開的大小隨受試者的不同而變化，與受試者的生理參數(shù)無關(guān)。

三、運(yùn)用調(diào)查分析法對微生物感染的相關(guān)研究

Sandro Tavares等[8]文中主要回顧了評估空氣中污染物擴(kuò)散的方法，尤其是與飛機(jī)機(jī)艙內(nèi)呼氣液滴交叉感染有關(guān)的方法。文獻(xiàn)顯示：采用示蹤氣體或粒子發(fā)生器來模擬污染物傳播是可行的。

Alexandra等[9]對飛機(jī)機(jī)艙內(nèi)感染病的傳播影響因素進(jìn)行了調(diào)查總結(jié)分析。結(jié)果顯示：由于飛機(jī)環(huán)境乘客密度高，彼此距離近，大液滴和機(jī)載機(jī)理可能對其乘客感染有重要影響；除此之外，疾病傳染成功與否還取決于許多因素，包括病原體的傳染性及致病性、暴露時間、環(huán)境條件(通風(fēng)、濕度、溫度)以及宿主自身健康與免疫狀況。

Andrea Stiller等[10]通過德國醫(yī)院感染監(jiān)測系統(tǒng)，收集了534份現(xiàn)有ICU病房基礎(chǔ)業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)資料，分析了病房大小、室內(nèi)擦手器放置位置與醫(yī)院感染率之間的關(guān)系。結(jié)果表明：以上因素與ICU感染率之間的相關(guān)性較小，但可以作為其他重要感染因素的橋梁。

綜上所述，目前對微生物感染的研究方法主要集中于CFD仿真模擬、調(diào)查問卷以及數(shù)學(xué)模型法，而以細(xì)菌自身為研究對象的研究甚少，故以細(xì)菌自身角度出發(fā)，對其感染途徑的研究對室內(nèi)微生物感染控制及其重要。