maandag 1 juni 2020

Ik zeg het nog één keer: onderken aërogene transmissie van SARS-CoV-2 en stem het beleid daarop af (+ adviezen)

Microscopisch kleine druppels die via luchtstromen worden vervoerd
Geen enkele transmissieroute van SARS-CoV-2 moet worden uitgesloten. Besmetting met het coronavirus kan plaatsvinden via fomieten (vaste deeltjes op oppervlakken), directe druppels en aërosolen. Een aërosol is een vast deeltje dat zich vermengt met gas en zich in een 'turbulente gaswolk' door de ruimte verplaatst. Luchtstromen kunnen zo uitgeademde deeltjes van het virus vervoeren. Aërosole transmissie verwijst naar een verspreiding van druppelkernen via ademhaling, spreken, zingen en het aërogenisering van vaste deeltjes (Airborne route and bad use of ventilation systems as non-negligible factors in SARS-CoV-2 transmission, Medical Hypotheses, Volume 141, August 2020, 109781).

Snelheid/traagheid, druppelgrootte, zwaartekracht en evaporatie (de overgang van stoffen van een vloeibare fase naar gas) zijn bepalend voor de transmissieroute. Grote druppels verliezen het eerder van de zwaartekracht en dalen neer op oppervlakken, terwijl microscopisch kleine druppels evaporeren en met een gaswolk wel meer dan 8 meter afstand kunnen afleggen (Reducing transmission of SARS-CoV-2, AAAS Science, 27 mei 2020). Voor andere virussen dan het coronavirus, zoals Influenza A (griep), is de aërogene route verantwoordelijk voor 50% van de besmettingsgevallen (Aerosol transmission is an important mode of Influenza A virus spread, Nature communications 4, article number 1935 (2013); zie ook Aerosol transmission of Influenza Virus, NEJM, 13 juni 2012). De aërogene verspreiding van het griepvirus wordt door het RIVM wél erkend (High infectivity and pathogenicity of Influenza A Virus via aerosol and droplet transmission, PFM Teunis, N Brienen & MEE Kretzschmar, RIVM, 19 januari 2011).

Waarom is de erkenning van aërogene transmissie zo belangrijk? Dat heeft ermee te maken dat deze  besmettingsroute van invloed is op de ernst van de ziekte die wordt veroorzaakt door coronavirus SARS-CoV-2. Aërosolen zijn klein genoeg om direct de longblaasjes te bereiken (alveoli). De besmetting kan hierdoor ernstiger uitpakken, omdat het virus niet gedetecteerd wordt en het lichaam faalt om op tijd een immuunreactie op gang te brengen (Particle size and pathogenicity in the respiratory tract, Virulence, 4 (8) (2013)).

Het mondkapjesdebakel
In 2008 heeft het Ministerie van VWS een onderzoek laten uitvoeren waaruit blijkt dat zowel professionele mondmaskers als mondmaskers van eigen makelij effectief zijn in het tegengaan van infecties met respiratoire virussen (Professional and home-made face masks reduce exposure to respiratory infections among the population, Public Library of Science (PLOS One), 2008; 3(7): e2618). Op dit moment (updatedatum: 13 juni 2020) heeft Nederland nog géén beleid ten aanzien van het dragen van mondmaskers in gesloten publieke ruimten. Het RIVM wijst het verplichten van minimaal FFP1 of chirurgische mondkapjes van de hand met het argument dat mondmaskers niet beschermen, maar een vals gevoel van veiligheid bieden. Dat is niet alleen opmerkelijk omdat het onderzoek uit 2008 het tegendeel bewijst; het argument getuigt ook van een eenzijdige visie.

Het dragen van mondmaskers van de classificaties KN95, N95, FFP2 en FFP3 beoogt zowel de drager als anderen te beschermen. Het filter dient aërosolen en directe druppels te weren en beschermt anderen tegen expiratie van aërosolen door de drager. Chirurgische mondkapjes, dunne papieren maskers met een drielaagse structuur, dienen anderen te beschermen tegen expiratie, spraak- en hoestdruppels van de drager. Als iedereen minstens chirurgische mondmaskers draagt, dan wordt het transmissierisico daarmee gereduceerd. Dus: niet alle mondmaskers zijn geschikt om de drager te beschermen, maar bescherming voor iedereen wordt wél bereikt als ook iedereen minstens een chirurgisch maskers draagt.

De organisatie van openbaar vervoer in Nederland, Rover, heeft de verplichting van mondmaskers bepleit. Het is wederom opmerkelijk dat het RIVM heeft gesteld het verplichten van mondmaskers niet aan te bevelen, omdat mondkapjes géén vervanging zou moeten zijn van de 1,5 meter-afstandsregel. Deze voorstelling van zaken is ook te eenzijdig. Het is wetenschappelijk gezien namelijk niet een alternatieve kwestie ("Óf mondmaskers, óf afstand houden): iedere maatregel dient de overige maatregelen aan te vullen, met dien verstande dat afstand houden in géén geval veilig is om aërogene transmissie tegen te gaan. Het natuurkundig verantwoorde minimum is het dragen van mondmaskers én het toepassen van adequate ventilatietechnieken (HEPA-filters en géén recirculatie van verbruikte lucht); een minimale afstand die ligt tussen de 2-3 meter beschermt tegen druppeltransmissie.

Iedere besmettingsroute vraagt om gepaste maatregelen, daarom is 'discriminatie' van transmissieroutes zinloos
De meeste overheidsinstanties ontkennen de aërogene transmissieroute van het coronavirus. Het virus zou zich volgens overheden voornamelijk via directe, grote druppels en via het aanraken van druppels en poepdeeltjes op oppervlakken ('fomieten') verspreiden. Directe druppelinfectie is mogelijk, daarom zouden mensen minimaal 3 meter afstand moeten houden en zijn schermen nodig om bijvoorbeeld zorgverleners en supermarktmedewerkers tegen druppelinfectie te beschermen. Om te voorkomen dat mensen besmet raken via geïnfecteerde oppervlakken, is desinfectie (met meer dan 60% alcohol of water en zeep) nodig om de 'vettige envelop' van het virus te verwijderen.

Deze maatregelen zijn niet geschikt om aërogene transmissie te voorkomen en beperken. Ten eerste laten aërosolen zich niet tegenhouden door een '1,5 meter afstand'-regel, omdat luchtstromen de aërosolen verder vervoeren dan 1,5 meter (Recognition of aerosol transmission of infectious agents: A commentary, BMC Infectious Diseases, 19 (1) (2019)); ten tweede stapelen aërosolen zich op in gesloten ruimten, waardoor de lucht in een kamer verzadigd kan raken met virale deeltjes. Om deze besmettingsroutes een halt toe te roepen, is nodig dat mondmaskers worden gedragen om de uitstoot van aërosolen te voorkomen én dat de geschikte ventilatietechnieken worden gebruikt om de opeenstapeling van virusdeeltjes in een gesloten ruimte te bestrijden.

Presymptomatische verspreiding van het coronavirus
In de eerste dagen van de infectie met SARS-CoV-2 is de virale lading hoog in de nasopharynx, gelegen achterin de neusholte. Het virus kan worden verspreid via de pharynx vóórdat een besmette persoon symptomen heeft. Van hoesten en niezen is meestal (nog) geen sprake, tenzij een andere infectie of allergie aanwezig is. In een recente studie werden aërosolen met het virus en besmette oppervlakken aangetroffen in de kamer van een persoon bij wie op dag 5 de hoogste lading van het virus in de nasopharynx werd gemeten. Op dag 9 werd een lage lading van het virus in de nasopharynx gemeten; op dat moment werden géén virale aërosolen en besmette oppervlakken meer aangetroffen (Detection of air and surface contamination by SARS-CoV-2 in hospital rooms of infected patients, Nature communications, 29 mei 2020). De meting van virusbevattende aërosolen in de lucht kwam niet door aërosolengenererende medische procedures en de onderzochte persoon maakte géén gebruik van een neuscanule voor zuurstofvoorziening.

Eerder werden al gevallen gemeld van asymptomatische en presymptomatische verspreiding van het virus (Asymptomatic cases in a family cluster with SARS-CoV-2 infection, Lancet Infectious Diseases, 20 (2020); Transmission of 2019-nCoV infection from an Asymptomatic Contact in Germany, NEJM 2019-20 (2020).

Simpelweg komt het bij de beperking van de aërogene verspreiding van SARS-CoV-2 aan op het volgende: de verzadiging van de lucht in binnenruimten moet worden aangepakt en het virus moet zoveel mogelijk uit de lucht worden verwijderd. Dat kan door dilutie en het opvoeren van de air flow rate. De air flow rate zorgt enerzijds voor verdunning van de concentratie aërosolen en anderzijds voor het verwijderen van gecontamineerde lucht. De Open Air Factor (OAF) houdt in dat natuurlijke luchtstromen en UV invloed hebben op het destabiliseren van virussen en andere microben. Natuurlijke luchtstromen verhogen de air flow rate. De concentratie kan door natuurlijke ventilatie worden verdund en de lucht wordt sneller afgevoerd. Als alleen mechanische ventilatie mogelijk is, moet de aanvoer van natuurlijke lucht worden ingesteld en/of moeten er filters worden aangebracht om virusdeeltjes uit de lucht te halen. Ik geef de volgende handleiding, waarbij alle transmissieroutes in overweging zijn genomen.

Advies: maatregelen die moeten worden getroffen om verspreiding op ieder transmissieniveau te beperken
- Om verspreiding via fomieten te voorkomen en beperken: desinfecteer oppervlakken met een emulsie met minimaal 60% alcohol/ethanol, minimaal 0,5% waterstofperoxide of 0,1% natriumhypochloriet. Veeg de desinfectiemiddelen niet direct weg, maar geef het middel tussen de 30 en 60 seconden de tijd om in te werken. Sommige desinfectiemiddelen vermelden de werktijd op het etiket, volg deze instructie op;
- Een thermodesinfector kan helpen om door medische behandelingen gegenereerde aërosolen te bestrijden. Onderdruk voorkomt de uitstoot van aërosolen;
- Natuurlijke ventilatie helpt om de hoeveelheid virale deeltjes te verdunnen en de "air flow rate" om het virus uit te lucht te verwijderen, is hoog bij natuurlijke ventilatie. Het openen van ramen en deuren voor kruisventilatie is daarom aanbevolen, maar: plaats geen personen of obstakels in de luchtstroom. Deze kunnen juist geïnfecteerd en gecontamineerd raken door virale deeltjes in de luchtstroom;
- Ventilatie moet altijd van schoon naar minder schoon worden ingesteld (ASHRAE, Filtration/Disinfection);
- Recirculatie wordt afgeraden. Sluit het filter voor recirculatie af. Als een systeem voor recirculatie de enige mogelijkheid is, zorg dan voor 100% aanvoer van outdoor air (COVID-19 Employer Information for Office Buildings, Centers for Disease Control and Prevention, 27 mei 2020);
- HVAC (Heating, Ventilation and Airconditioning Systems) worden in verband gebracht met besmetting met virussen, waaronder SARS-CoV, MERS-CoV en SARS-CoV-2 (Airborne route and bad use of ventilation systems as non-negligible factors in SARS-CoV-2 transmission, Medical Hypotheses, August 2020). Dat heeft te maken met het verkeerde gebruik van filters en met lekkages. Voorkomen moet worden dat afvoerlucht in de aanvoerlucht lekt;
- Installeer HEPA-filters (High Efficiency Particulate Air), aangevuld met een portable HEPA;
- Mechanische luchtfilters moeten minimaal 14 MERV (Minimum Efficiency Reporting Value) zijn om aërosolen kleiner dan 0.3 μm te filteren. HEPA filters zijn nog beter dan Mechanische luchtfilters met een maximumfilterkwaliteit van 16 MERV);
- Overweeg desinfectie met UVGI/UVC (REHVA COVID-19 guidance document, 3 april 2020);
- De ventilatiesystemen moeten minimaal 2 uur op hoge snelheid draaien voordat de eerste werknemers een gebouw betreden;
- De beste manier om transmissie te beperken is het verplichten van mondmaskers. Chirurgische, papieren mondmaskers beperken de uitstoot van aërosolen door personen, N95-maskers beschermen zowel de drager van het maskers als anderen;
- De afstand tussen twee werknemers moet minimaal 2 tot 3 meter bedragen;
- Als een ruimte bezet is geweest door anderen, laat deze ruimte dan minimaal 15 minuten met open ramen of mechanische ventilatie luchten voordat anderen de ruimte betreden;
- Op de wc's moet de ventilatie ('exhaust ventilation') 24/7 draaien, waarbij onderdruk moet worden toegepast om besmetting via poepdeeltjes te voorkomen;
- Voorkom dat de aanvoer van lucht wordt verminderd, schakel de demand-control ventilatie (DCV) uit en ventileer ook op tijden waarop het gebouw niet bemand is.

Een nieuwe preprint met richtlijnen voor de preventie van aërogene transmissie van SARS-CoV-2 is gepubliceerd op MedRxiv. Let op: deze preprint moet nog een peerreview ondergaan. Evenwel bevat de preprint algemene kennis die conform de richtlijnen van REHVA, ASHRAE en CDC zijn (voor Nederland: TNO).


Tot slot: onderzoeksvragen
Om meer duidelijkheid over aërogene transmissie van en airborne infectie met SARS-CoV-2 te krijgen én om de rol van ventilatie in de verspreiding van dit coronavirus in beeld te brengen, moeten op dit moment nog enkele onderzoeksvragen beantwoord worden. Ten eerste moet worden onderzocht of humane orgaancellen (gemodificeerd in een testmodel) geïnfecteerd kunnen worden met SARS-CoV-2 via de aërogene transmissieroute. Daarbij moet worden vastgesteld wat de gemiddelde virale lading is in aërosolen die door een nagebootste 'geïnfecteerde persoon' worden uitgestoten door ademen, hoesten en niezen. Een drempelwaarde bepalen is complex, omdat de aanval van cellen door pathogenen willekeurig lijken te geschieden en direct na de initiële infecie replicatie plaatsvindt. In een onderzoeksopzet kan daarmee rekening worden gehouden door een 'threshold dose' en 'tolerance dose'-test toe te passen (Review and comparison between the Wells-Riley and dose-response approaches to risk assessment of infectious respiratory diseases, Indoor Air, Vol. 20 Issue 1, Februari 2020). Daarom ga ik in onderstaande vragenschema uit van een drempelwaarde.

Ten tweede moet via historisch-epidemiologisch onderzoek in beeld worden gebracht welke ventilatiesystemen of welke wijze van natuurlijke ventilatie van toepassing was/waren op het moment dat een spreading event plaatsvond (een gebeurtenis waarbij meerdere mensen besmet zijn geraakt). In kaart moet worden gebracht of een HVAC werd gebruikt, hoe deze is geïnstalleerd, welke activiteiten de aanwezige mensen hadden en hoe lang de bijeenkomst duurde, waar de personen waren gepositioneerd en of er eventueel HEPA-filters zijn geïnstalleerd.


Ideale testcases 
In de afgelopen week heb ik met TNO en WUR (de Technische Universiteit van Wageningen) gecorrespondeerd en het voorstel voorgelegd om levensmiddelen te testen op de aanwezigheid van 'viable' (best te vertalen als 'levensvatbaar', hoewel een virus niet letterlijk 'leeft') SARS-CoV-2-deeltjes. Ik heb uitgelegd dat het mij ook nuttig lijkt om een studie uit te voeren naar de aanwezigheid van SARS-CoV-2 binnen bedrijven, direct in het eerste uur nadat deze gesloten worden vanwege een uitbraak onder personeelsleden. Ik heb daar geen reactie op gekregen. Het antwoord tot nu toe luidt dat de kans klein is dat voedingsmiddelen besmet raken met SARS-CoV-2, maar dat alles afhangt van de hygiëne van de personen die het voedsel moeten behandelen. Dat was nu juist mijn punt.