Het plan om alle virussen van ademhalingsorganen in één keer te stoppen

Leestijd: 9 minuten

In “The Atlantic” stond deze week een interessant artikel hoe in één klap alle virussen van de ademhalingsorganen gestopt zouden kunnen worden, als we veel meer aandacht zouden schenken aan ons binnenklimaat. Het is in lijn met datgene wat op deze site al sinds voorjaar 2020 werd beschreven.

Er waren al wetenschappers (zoals Linsey Marr), die jaren daarvoor al beschreven hoe ook het influenzavirus via de lucht zich verspreid. Dit is haar studie uit 2011. En hier werd ze uitgebreid beschreven in de New York Times in juli 2020 en haar onderzoeken naar de zwevende virussen.

Op veel plekken in de wereld is men er inmiddels van overtuigd dat Covid-19 vooral door de lucht gaat (enkele landen uitgezonderd, zoals Nederland). En begint ook het besef door te dringen dat het aanzienlijk verbeteren van het binnenklimaat (met ventilatie, luchtfiltering en het op de juiste luchtvochtigheid brengen) ook uitbraken van andere virussen van de ademhalingsorganen sterk zal doen verminderen. Met natuurlijk griep/influenza als nummer 1.

Een van de bezoekers aan onze site heeft het bewuste artikel vertaald, en ik plaats het heel graag op onze site. Met dank aan The Atlantic, de schrijfster Sarah Zhang en onze vertaalster.

De voordelen van ventilatie reiken tot ver buiten het coronavirus. Wat gebeurt er als we ook stoppen met verkoudheid en griep als vanzelfsprekend te beschouwen?

Door Sarah Zhang

Afbeelding van: Shira Inbar

Het plan om alle virussen van ademhalingsorganen in één keer te stoppen

Toen Londen in de 19e eeuw cholera overwon, was er geen vaccin of medicijn voor nodig, maar een rioleringssysteem. Het drinkwater van de stad vervuilde door menselijke uitwerpselen en verspreidde bacteriën in de ene dodelijke uitbraak na de andere. Een nieuw uitgebreid netwerk van riolen scheidde de twee. Londen heeft na 1866 nooit een grote cholera-uitbraak meegemaakt. Het enige dat nodig was, waren 318 miljoen stenen, 23 miljoen kubieke meter beton en een grote herinrichting van het stedelijke landschap.

In de 19e en begin 20e eeuw werden enkele ambitieuze inspanningen op het gebied van de volksgezondheid als deze geleverd. De Verenigde Staten elimineerden gele koorts en malaria, met een combinatie met pesticiden, grootschalig landschapsbeheer en  raamschermen die muggen op afstand hielden. Eén voor een werden de ziekten die mensen accepteerden als onvermijdelijke feiten in het leven – b.v. dysenterie, tyfus, buiktyphus – onaanvaardbaar in de ontwikkelingslanden. Maar na al dit succes en inspanningen om verspreiding van ziekten door water en insecten te voorkomen, lijken we iets over het hoofd te hebben gezien. Namelijk lucht.

Buiten veiliger

Dit bleek verwoestende gevolgen te hebben voor het begin van de coronaviruspandemie. Het oorspronkelijke dogma was dat het nieuwe coronavirus zich verspreidde als de griep. Dus door druppeltjes die snel uit de lucht vielen. We hadden geen ventilatie of maskers nodig. We moesten onze handen wassen en alles desinfecteren wat we aanraakten.

Maar anderhalf jaar bewijs heeft duidelijk gemaakt dat de kleine met virussen beladen deeltjes inderdaad blijven hangen in de lucht van slecht geventileerde ruimtes. Het verklaart waarom buiten veiliger is dan binnen. En waarom een enkele geïnfecteerde persoon virus kan verspreiden naar tientallen anderen, zonder rechtstreeks met hen te praten of ze aan te raken. Als we  voor altijd met dit coronavirus moeten leven – zoals het zeer waarschijnlijk lijkt – dringen sommige wetenschappers er nu op aan om de ventilatie van gebouwen opnieuw in kaart te brengen en de binnenlucht op te schonen. We drinken geen besmet water. Waarom accepteren we het inademen van vervuilde lucht?

Het gaat niet alleen om COVID-19. De wetenschappers, die de dreiging van het luchtgedragen coronavirus al vroeg herkenden, deden dit omdat ze jarenlang bewijs bestudeerden dat, in tegenstelling tot conventionele wijsheid,  veel voorkomende luchtwegaandoeningen zoals griep en verkoudheid zich ook door de lucht kunnen verspreiden. We accepteren verkoudheid en griep al lang als onvermijdelijke feiten van het leven, maar zijn ze dat? Waarom herontwerpen we de luchtstroom in onze gebouwen niet om ze ook te voorkomen? Bovendien is het onwaarschijnlijk dat SARS-CoV-2 de laatste door de lucht verspreide pandemie zal zijn, zegt Raymond Tellier, microbioloog aan de McGill University. Dezelfde maatregelen die ons beschermen tegen veel voorkomende virussen kunnen ons ook beschermen tegen de volgende onbekende ziekteverwekker.

Inademen

Om te begrijpen waarom ziekteverwekkers zich door de lucht kunnen verspreiden, helpt het om te begrijpen hoeveel ervan we inademen. “Ongeveer acht tot tien liter per minuut”, zegt Catherine Noakes. Zij bestudeert de luchtkwaliteit binnenshuis aan de Universiteit van Leeds, in Engeland. Denk aan vier of vijf grote frisdrankflessen per minuut, vermenigvuldig dat met het aantal mensen in een kamer, en je kunt zien hoe we voortdurend elkaars longafscheidingen inademen.

De deeltjes die worden uitgestoten, wanneer mensen hoesten, praten of ademen, zijn er in verschillende maten. We zijn allemaal onbewust besproeid door grote druppeltjes speeksel uit de mond van een overenthousiaste prater. Maar kleinere deeltjes, aerosolen, kunnen zich ook vormen wanneer de stembanden trillen door de lucht die uit de longen stroomt. En de kleinste aerosolen komen van diep in de longen. Het ademhalingsproces, zegt Lidia Morawska, een aerosolwetenschapper aan de Queensland University of Technology, Australië, is in wezen een proces van het dwingen van lucht door de vochtige passages van de longen. Ze vergelijkt het met het spuiten van een vernevelaar of parfumfles, waarin vloeistof – longafscheidingen, in dit geval – in uitgeademde lucht wordt gesuspendeerd in de uitgeademde lucht.

Aerosolen

Zelfs vóór SARS-CoV-2 hebben studies van luchtwegvirussen zoals de griep en RSV het potentieel voor verspreiding door fijne aerosolen opgemerkt. De kleine vloeibare deeltjes lijken het meeste virus te dragen, mogelijk omdat ze uit het diepste in de luchtwegen komen. Ze blijven het langst in de lucht hangen vanwege hun grootte. En ze kunnen dieper in de longen van andere mensen reizen wanneer ze worden ingeademd. Studies hebben aangetoond dat een kleinere hoeveelheid influenzavirus nodig is om mensen te infecteren wanneer ze worden ingeademd als aerosolen in plaats van druppels die de neus binnendringen.

Real-world bewijs dat tientallen jaren teruggaat, heeft ook gesuggereerd dat griep zich door de lucht zou kunnen verspreiden.  In 1977 gaf een enkele zieke passagier de griep door aan 72 procent van de mensen op een Alaska Airlines-vlucht.  Het vliegtuig was drie uur aan de grond gezet voor reparaties en het luchtcirculatiesysteem was uitgeschakeld. Dus iedereen werd gedwongen om dezelfde lucht in te ademen.

In officiële richtlijnen voor de volksgezondheid wordt de mogelijkheid van met griep beladen aerosolen echter nog steeds nauwelijks genoemd. De richtlijnen van CDC  en  World Health Organisation  richten zich op grote druppels die zogenaamd niet verder komen dan respectievelijk zes voet of een meter. (Laat staan dat wetenschappers die daadwerkelijk aerosolen bestuderen wisten dat deze regel van 1,80 meter de wetten van de fysica overtrad.)

Griepstudies

Het coronavirus zou ons ertoe moeten brengen om de verspreiding van griep en verkoudheid door de lucht ook serieuzer te nemen, zegt Jonathan Samet, longarts en epidemioloog aan de Colorado School of Public Health. Het zou op zijn minst onderzoek moeten stimuleren om het relatieve belang van verschillende transmissieroutes vast te stellen. “We hadden eerder zo’n beperkt onderzoek gedaan naar de overdracht van veelvoorkomende infecties door de lucht,” vertelde Samet me. Dit werd tot nu toe niet als een groot probleem gezien.

Aan de Universiteit van Maryland staat Donald Milton – een van de weinige jarenlange onderzoekers op het gebied van verspreiding door de lucht – op het punt om te beginnen aan een meerjarige, gecontroleerde studie  gericht op het begrijpen van influenza. Grieppatiënten en gezonde deelnemers delen een kamer in dit onderzoek. En ze zullen verschillende voorzorgsmaatregelen nemen. Zoals handen wassen, gezichtsschermen of een goede ventilatie, die vermoedelijk de overdracht van druppels of aerosolen zou stoppen.

De proef is bedoeld om te bewijzen welke interventie het beste werkt en dus welke transmissieroute dominant is. Toen Milton in de jaren 2000 financiering had gekregen voor een andere aerosolstudie, zei hij dat een ambtenaar van de volksgezondheid hem vertelde: “We financieren je om een spijker in de doodskist van het idee dat aerosolen belangrijk zijn te slaan.” Milton zegt: “We zullen uitzoeken in welke richting de spijker hier wordt ingeslagen.”

Luchtgedragen

Een virus dat in de lucht blijft hangen is een ongemakkelijke en ongemakkelijke openbaring. Wetenschappers die de WHO vorig jaar hadden aangezet om de overdracht van COVID-19 in de lucht te erkennen, vertelden me dat ze verbijsterd waren door de weerstand die ze tegenkwamen. Maar ze konden zien waarom hun ideeën onwelkom waren. In die begindagen toen maskers schaars waren, betekende toegeven dat een virus luchtgedragen was. Dus toegeven dat onze antivirusmaatregelen niet erg effectief waren. “We willen het gevoel hebben dat we de controle hebben. Als er iets wordt overgedragen door je besmette handen die je gezicht raken, beheers je dat,” zei Noakes. “Maar als iets wordt overgedragen door dezelfde lucht in te ademen, is dat heel, heel moeilijk voor een persoon om me om te gaan.”

Het duurde tot juli 2020 voordat de WHO erkende dat het coronavirus zich via aërosolen in de lucht kon verspreiden. Zelfs nu, zegt Morawska, zitten veel richtlijnen voor de volksgezondheid vast in een wereld van vóór het begrip, dat ze luchtgedragen zijn. Waar ze woont in Australië, dragen mensen mondkapjes op straat en doen ze af zodra ze naar een restaurants gaan. Het is als een soort middeleeuws ritueel, zegt ze. Zonder rekening te houden met hoe het virus zich daadwerkelijk verspreidt. In de restaurants, “er is geen ventilatie,” voegt ze toe, wat ze weet, omdat ze het type wetenschapper is dat een luchtkwaliteitsmeter meebrengt naar het restaurant.

Filters en lampen

Eerder dit jaar publiceerden Morawska en tientallen van haar collega’s op het gebied van bouwkunde, volksgezondheid en geneeskunde een redactioneel artikel in Science  waarin ze opriepen tot een  “paradigmaverschuiving”  rond binnenlucht. Ja, vaccins en maskers werken tegen het coronavirus. Maar deze wetenschappers wilden groter en ambitieuzer denken. Verder dan wat iemand kan doen om zichzelf te beschermen. Als gebouwen het verspreiden van longvirussen door de lucht mogelijk maken, moeten we gebouwen kunnen herontwerpen om dat te voorkomen. We moeten gewoon opnieuw visualiseren hoe lucht door alle ruimten stroomt waar we werken, leren, spelen en ademen.

De pandemie heeft in sommige scholen en werkplekken al geleid tot ad-hoc oplossingen voor binnenlucht. Zoals draagbare HEPA-filters, desinfecterende UV-lampen en gewoon open ramen. Maar deze snelle oplossingen komen neer op een “pleister” op slecht ontworpen of functionerende gebouwen, zegt William Bahnfleth,  een architect aan de Penn State University die ook co-auteur is van het Science-redactioneel. (Tellier, Noakes en Milton zijn ook auteurs; de auteurslijst is een echte who’s who van het veld.) Moderne gebouwen hebben geavanceerde ventilatiesystemen om hun temperaturen comfortabel te houden en hun geuren aangenaam te houden. Waarom zouden we deze systemen niet gebruiken om ook binnenlucht vrij van virussen te houden?

Kosten

Ziekenhuizen en laboratoria hebben al HVAC-systemen die zijn ontworpen om de verspreiding van ziekteverwekkers te minimaliseren. Niemand met wie ik sprak dacht dat een gemiddelde school of kantoorgebouw zo strak gecontroleerd moest worden als een biocontainmentfaciliteit. Maar zo niet, dan hebben we een nieuwe en andere reeks minimumnormen nodig. Een vuistregel, stelde Noakes voor, is minstens vier tot zes volledige luchtverwisselingen per uur in een kamer, afhankelijk van de grootte en bezetting.

Maar we hebben ook meer gedetailleerde studies nodig om te begrijpen hoe specifieke ventilatieniveaus en strategieën de overdracht van ziekten onder mensen daadwerkelijk zullen verminderen. Dit onderzoek kan vervolgens leidend zijn voor nieuwe binnenluchtkwaliteitsnormen van de American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE), die meestal de basis vormen van lokale bouwvoorschriften. Het veranderen van de bouwvoorschriften, zei Bahnfleth, is wat gebouwen daadwerkelijk ertoe zal brengen hun ventilatiesystemen te veranderen.

De uitdaging die voor ons ligt zijn de kosten. Meer buitenlucht naar een gebouw leiden of luchtfilters toevoegen, vergt zowel meer energie als geld om het HVAC-systeem te laten werken. (Buitenlucht moet worden gekoeld, verwarmd, bevochtigd of ontvochtigd op basis van het systeem. Het toevoegen van filters is minder energie-intensief. Maar het kan nog steeds krachtigere ventilatoren vereisen om de lucht erdoor te duwen.)

Hoeveel zieken?

Al tientallen jaren richten ingenieurs zich op het energiezuiniger maken van gebouwen. Het is “moeilijk om veel professionals te vinden die echt de luchtkwaliteit binnenshuis pushen”, aldus Bahnfleth. Hij heeft geholpen bij het opstellen van COVID-19 ventilatierichtlijnen als voorzitter van de ASHRAE  Epidemic Task Force. De pushback op basis van energieverbruik, zei hij, was onmiddellijk. Naast de energiekosten kan het nodig zijn om bestaande gebouwen aan te passen. Als u bijvoorbeeld luchtfilters toevoegt, maar uw ventilatoren niet krachtig genoeg zijn, bent u ook aan verplicht de ventilatoren te vervangen.

De vraag komt neer op: Hoeveel ziekten zijn we bereid te accepteren voordat we handelen? Toen Londen zijn riolering bouwde, doodden de cholera-uitbraken duizenden mensen. Wat het Parlement uiteindelijk aanspoorde om in actie te komen, was de stank van de Theems tijdens de Grote Stank van 1858. In die tijd geloofden victorianen dat vuile lucht ziekte veroorzaakte, en dit was een noodgeval. (Ze hadden het mis over hoe cholera zich precies verspreidde vanuit de rivier. Dit was namelijk door besmet water. Maar ze waren ironisch genoeg op de juiste oplossing gestuit.)

Ventilatiesystemen herzien

COVID-19 doodt niet zo’n groot deel van de slachtoffers als cholera in de 19e eeuw. Maar het heeft in de VS meer dan 600.000 levens geëist. Zelfs een typisch griepseizoen doodt 12.000 tot 61.000 mensen per jaar. Zijn  dit  noodgevallen? Zo ja, wat is er dan voor nodig om ze collectief als zodanig te behandelen? De pandemie heeft duidelijk gemaakt dat Amerikanen het niet eens zijn over hoe ver ze bereid zijn te gaan om het coronavirus te onderdrukken.

Als we mensen niet zover krijgen om vaccins te accepteren en maskers te dragen in een pandemie, hoe krijgen we dan het geld en de wil om al onze ventilatiesystemen te herzien? “De kosten van dat soort grootschalige infrastructuurrenovatie zijn astronomisch. En de neiging is om naar andere soorten oplossingen te zoeken,” zei Nancy Tomes, een historicus van de geneeskunde aan de Stony Brook University. Het is ook een probleem verdeeld over miljoenen gebouwen, elk met zijn eigen eigenaardigheden in lay-out en beheer. Scholen hebben bijvoorbeeld  moeite om het geld te krijgen en de ventilatie-upgrades  op tijd te maken voor begin van het schooljaar.

Toekomst

In hun science editorial schreven Morawska en haar co-auteurs: “Hoewel de omvang van de vereiste veranderingen enorm is, gaat dit niet verder dan de mogelijkheden van onze samenleving. Zoals is aangetoond met betrekking tot ziekte door voedsel- en watervervuiling, die grotendeels zijn beheerst en gecontroleerd.”

Morawska is optimistisch, wat je misschien moet zijn om aan deze onderneming te beginnen. De veranderingen kunnen te lang duren om er toe te doen voor deze huidige pandemie. Maar er zijn andere virussen die zich door de lucht verspreiden en er zullen meer pandemieën zijn.  “Mijn hele drive is om iets voor de toekomst te doen,” vertelde ze me.

Hoeveel er daadwerkelijk verandert “hangt af van het momentum dat nu wordt gecreëerd”, zei ze. Ze wees erop dat de vaccins eruit zagen alsof ze de pandemie snel zouden beëindigen. Maar dat deden ze niet, omdat de Delta-variant de dingen ingewikkeld maakte. Hoe langer deze pandemie voortduurt, hoe hoger de kosten zullen zijn van het negeren van binnenlucht kwaliteit.

Help ons zoveel mogelijk aandacht te krijgen in Nederland voor dit soort artikelen. Ze zijn cruciaal voor een goede aanpak van onze gezondheid. Klik hier voor een kleine donatie.