生物学的清浄室における粉塵量測定～面会制限前後での解析～

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日本造血細胞移植学会雑誌第 10 巻第 2 号106 . 緒言. 造血幹細胞移植（hematopoietic stem cell transplantation, HSCT）のためのバイオクリーンルーム（bio-clean room, BCR）は，HSCT治療中の空気感染管理に必須の設備である。BCRの空気清浄化は高性能エアフィルタ（HEPAフィルタ）によって達成され，同種 HSCTに望ましい清潔度は 0.5μm以上の微粒子個数が 100個/立方フィート未満とされる（Table 1，「class 5」に相当）。この規準は一般細菌径が 5μm以上であり，「空気中の浮遊微小粒子状物質（particle matter，PM）数と空中浮遊菌数が相関する」，という事実を根拠としている1,2（Figure 1）。BCR内の PM数は各施設における定期的なモニタリングにより規定の範囲内に抑えられている1はずだが，BCR管理区域内での人の動きなどに伴う PM数の日内変動についてはあまり知られていない。今回我々は，BCR内での粒子数日内変動についてモニタリングした。 2020年になって世間を賑わす新型コロナウイルスを代表とするウイルス感染症では，接触感染と飛沫感染が主たる感染経路とされ，それ以降全国全世界の血液内科医/造血幹細胞移植医が BCR内の飛沫核粒子の動向に興味があ. るだろう3,4。飛沫核粒子径は 5.0μm以下とされており，その一部は粒子計測機（particle counter）で測定可能である。今回我々はBCR内のPMが時間経過や人的動態でどのように変動するかを調べた。また新型コロナウイルス感染防止対策を前提にした，BCR内患者への面会禁止対策が発揮する効果についても評価しようとした。. 方法. 研究対象 2017年 4月から 2020年 3月までの 3年間に，当科成人を対象とした HSCT専用 BCR病棟の共用区域において，一定期間 BCR内 PM測定を行い，日々の病棟診療に伴う PM数変動のパターンを分析した。当該 BCR病棟は造血幹細胞移植も可能な化学療法専用病室で，その内訳は個室 5 床（class 5）と 4人病床 2部屋 8床（class 7）の合計 13床である。出入口は一か所で同時に開閉しないタイプの二重自動ドアが設置されている。床面積は約 309平方メートルである（Figure 2）。なお当施設 BCR内に訪問の際には，出入口での手洗い，マスク着用を義務付けている。また外部からの訪問者の場合には，外套脱衣，ガウン着用をお願. 生物学的清浄室における粉塵量測定～面会制限前後での解析～今滝修，加地智洋，久保博之，木田潤一郎，植村麻希子，藤田晴之，門脇則光. 香川大学医学部血液内科. 【目的】本研究では造血幹細胞移植（HSCT）のためのバイオクリーンルーム（BCR）管理区域内において，人の動きなどに伴う浮遊微小粒子状物質（PM）数の日内変動について調査した。【方法】2017 年 4 月から 2020 年 3 月までの 3 年間に，当科 HSCT 専用 BCR 病棟の共用区域において，一定期間 BCR 内 PM 測定を行い，日々の病棟診療に伴う PM 数変動のパターンを分析した。微小粒子測定器は，市販のパーティクルカウンターを用いた。【成績】PM 数日内変動は午前 7：40，午前 10：00，午後 16：15 に平均的ピークがみられ，日中の変動は夜間には定常状態に戻っていた。BCR内の一日の人の動きを確認したところ，粒子数が上昇する上記時間帯に配膳や検温が行われていた。PM 数減衰の半減期はBCR面会制限前後でそれぞれ17.2～23.8分，12.6～23.4分と変わりがなかったが，面会制限によって日中時間帯（特に午後時間帯）の PM 数平均値が有意に低下していた。【結論】BCR 内粒子数は人の動きによって大きく変動し，その特徴を把握して粉塵拡散の予防に努めるべきである。（日本造血細胞移植学会誌 10（2）: 106— 112，2021．）. Submitted August 7, 2020; Accepted January 6, 2021; Published online, April 15, 2021.（Handling Editor: Makoto Onizuka, Department of Hematology and Oncology, Tokai University School of Medicine） Key words: hematopoietic stem cell transplantation（HSCT）, bio-clean room（BCR）, particulate matter（PM） Correspondence: Osamu Imataki, Division of Hematology, Department of Internal Medicine, Faculty of Medicine, Kagawa University,. 1750-1 Ikenobe, Miki-town, Kita-county, Kagawa, 761-0793, Japan. E-mail: [email protected]. dx.doi.org/10.7889/hct-20-007 © The Japan Society for Hematopoietic Cell Transplantation.. 研究報告. 59 Journal of Hematopoietic Cell Transplantation Vol. 3 No. 2. Submitted November 22,2013：Accepted February 13,2014 Key words: Human herpesvirus 6, pleurisy, unrelated cord blood transplantation Correspondence: Tadakazu Kondo, M. D., Ph. D. Department of Hematology and Oncology, Graduate School of Medicine, Kyoto University, Shogoin-Kawara-cho 54, Sakyo-ku, Kyoto, 606―8507, Japan. Email: [email protected]. dx.doi.org/10.7889/hct. 3.59 © The Japan Society for Hematopoietic Cell Transplantation.. Introduction. Human herpesvirus 6 (HHV6) is a member of the β herpesvirus subfamily.1 Primary HHV6 infection is recognized as a cause of exanthema subitum and acute febrile illness. More than 90% of the general population has been infected with HHV6, mostly during early childhood.2 After primary infection, HHV6 remains latent in the host. Occasionally, it may be reactivated later in life under immunosuppressive conditions, including post-allogeneic hematopoietic stem cell transplantation (HSCT).3 HHV6 replication occurs in approximately half of allogeneic HSCT recipients and may cause fever, skin rash, interstitial pneumonia, and encephalitis.4,5 To date, however, HHV6- associated pleurisy has not been recognized as a complication of HSCT. In this report, we describe an adult HSCT recipient who developed HHV6-associated pleurisy after an unrelated cord blood transplantation (CBT).. Case report. The subject of this report is a 45-year-old man diagnosed as having B-acute lymphoblastic leukemia with the E2A-PBX1 fusion gene. He achieved complete remission after multi- agent chemotherapy and received an unrelated CBT from a two HLA loci mismatched donor. The patient tested positive for antibodies (IgG) against HHV6 before conditioning for the CBT. The conditioning regimen consisted of total body irradiation (12 Gy) and high-dose cyclophosphamide (60 mg/ kg/day for 2 days). The number of infused nucleated cells in the cord blood was 2.1 × 107/kg body weight. Prophylaxis for graft-versus-host disease (GVHD) consisted of a combination of tacrolimus (0.02 mg/kg/day) and mycophenolate mofetil (30 mg/kg/day). Prophylaxis for herpesvirus infection consisted of oral aciclovir (1,000 mg/day). Grade II acute GVHD of the skin developed on day 12 post-transplantation, and prednisolone (0.5 mg/kg/day) was administered. GVHD responded promptly, and prednisolone was discontinued by. Pleurisy as a novel clinical manifestation associated with human herpesvirus 6 after unrelated cord blood transplantation. Hiroshi Arima, Tadakazu Kondo, Nozomi Takahashi, Toshiyuki Kitano, Norimitsu Kadowaki, Akifumi Takaori-Kondo. Department of Hematology and Oncology, Graduate School of Medicine, Kyoto University. We report the case of a 45-year-old male patient who developed human herpesvirus 6 (HHV6)-associated pleurisy after an unrelated cord blood transplantation (CBT) for acute lymphoblastic leukemia. A large amount of pleural effusion accompanied by interstitial pneumonitis was noted on the right side on day 37 post- transplantation. A real-time quantitative PCR (RQ-PCR) assay revealed that the HHV6 viral load was substantially higher in the pleural effusion than in the peripheral blood plasma at the onset of pleurisy, with 2.2 × 102 and 7.9 × 103 copies of HHV6 DNA/mL in the peripheral blood plasma and the supernatant of the pleural effusion, respectively. Moreover, HHV6 DNA was still detected in the pleural effusion after antiviral therapy. Therefore, the pleural cavity may have been the primary site of HHV6 replication in the present case. To our knowledge, the present study is the first detailed report of adult HHV6-associated pleurisy after CBT. HHV6- associated pleurisy should be considered a potential complication when pleural effusion of unknown cause is encountered after CBT, even in the absence of HHV6 DNA in the peripheral blood. (Journal of Hematopoietic Cell Transplantation 3(2): 59-63, 2014.). Case report. 日本造血細胞移植学会雑誌第 10 巻第 2 号，2021 BCR 内粉塵量測定 107. いしている。当病棟の面会時間は 15～20時である。. 空気清浄度ユニットの空気清浄度は，米国航空宇宙局（NASA）規格として知られる宇宙開発を前提に規定された米国連邦規格（FED-STD-209）の最高クラスである class 100を再現できる。これは 1立方フィート内に 0.5μm以下の粒子の存在を 100個以下に抑えるものであり，空気中の微生物がほぼいない環境を実現している。現在の国際規格（ISO 14644-1）空気清浄度 class 5に相当する（Table 1中の赤枠）。現在の米国連邦規格は 2001年に国際規格 ISO 14644-1に改訂されており，1 m3中の 0.1μm以上の粒子数で規定されている（1 立方フィート＝0.02832 m3）。 https://ls.beckmancoulter.co.jp/files/appli_note/particle_ counter/cleanroom_DL.pdf. 微小粒子測定微小粒子測定器は，市販のパーティクルカウンター（Beckman Coulter，MET ONE HHPC 6＋）を用いた。同測. 定器は 6つの粒子測定チャンネルを有しており，0.3，0.5， 1.0，2.0，5.0，10.0μmの粒子径を持つ微小粒子の測定を行った。非層流作業区域において，吸気孔，排気孔から 3 m以上離れた無風状態の廊下で，BCR出入口から 3 m入った壁際の 1 m以上の無人域を確保し（class 7領域），地表から 1.5 mの高さに測定器を垂直に設置し（Figure 2赤丸印） 14分毎に 1分間の自動測定を行った（24時間で合計 96回の測定を行うことになる）。測定は，曜日の誤差を無視するため，原則 1週間単位の連続モニタリングで最長 3週間とした。なお共用区域以外の個室（class 5）などでの測定では定期メンテナンスに準拠したモニタリングに等しい測定となるため，これは行わなかった。同条件で 1時間以上人の動きがない状態での測定を「定常状態」と定義したが，それは深夜の時間帯（24：00～3：00）における測定に該当する。BCR内の医療従事者の動きを BCR管理区域内監視カメラで確認し，粒子数の日内変動との関連を確認した。 BCR内気温は施設設定により24.0～25.0℃に保たれていた。. 統計解析代表値として粉塵量の平均値を計算した。群間比較の有. Table 1．The criteria of bio-clean room defined by ISO 14644-1 and FDA. A class of clean level Particulate matters（／m2） ISO 14644-1 FDA 0.1μm 0.2μm 0.3μm 0.5μm 1.0μm 5.0μm Class 1 10 2 Class 2 100 24 10 4 Class 3 1 1,000 237 102 35 8 Class 4 10 10,000 2,370 1,020 352 83 Class 5 100 100,000 23,700 10,200 3,520 832 29 Class 6 1,000 1,000,000 237,000 102,000 35,200 8,320 293 Class 7 10,000 352,000 83,200 2,930 Class 8 100,000 3,520,000 832,000 29,300 Class 9 352,000,000 8,320,000 293,000. （Class 100 according to FDA criteria corresponds to class 5 in new ISO criteria, red column in the table.）. Figure 1．A various types of particulate matter in a review of comparison（abbreviations: PM; particulate matter）. Figure 2．The Layout of our bio-clean area. 日本造血細胞移植学会雑誌第 10 巻第 2 号，2021108 今滝修ら. 意差検定には t検定を用いた。 PM数半減期の計算を以下の数式に当てはめて行った。 PM数が最高値（N0）から減衰し定常状態（N）に達するまでの時間曲線上で PM数が半数になる時間（t）を，観察時間（T）をもとに計算した。. N＝N0×（ 1 ）. 2. t. T. 結果. BCR内において定常状態 PM数（万/m3）が，季節や湿気によって変化がないことを確認した（データ提示なし）。 3週間（21日間）の PM数日内変動をモニターし日々同時刻の PM数を平均化したところ 6種類の PMのうち，0.5μm 以上の粒子数が 50万/m3を超える時刻が，午前 7：40，午前 10：00，午後 16：15にみられた。日中の PM数の変動は，夜間は定常状態に戻っていた（Figure 3）。PM数が突出した後の PM数減衰の半減期を調べたところ，いずれの粒子径でも速やかであり 17.2～23.8分であった（Table 2）。モニタリング期間のうち数日を抜き出して（サンプリング），ある日常的な診療日一日の BCR内の人の動きを BCR 管理区域内監視カメラで確認したところ，粒子数上昇の時間や時間帯に配膳や検温が行われていることが明らかになった（Figure 4a）。サンプリング日の PM数日内変動は 6 微小粒子いずれにもみられ同期した変動がみられた。. 次に面会制限することによるBCR内PM数への影響について調査した。面会制限後の BCR内 PM数測定では，モニタリング期間中の日常的な一日での粒子変動は，面会制限前よりも明らかに低下していた（Figure 4b）。面会制限前後での PM数低下をいくつかの数値を代表値として比較した。まずはモニタリング 1週間で，PM数が一定数以上（≧ 50万/m3，≧10万/m3）にオーバーシュートした回数を調査したところ，面会制限しない場合において面会制限ありの時の方が PM飛散が多くなっていた（Table 3）。日中時間帯（7：00～21：00）での各径 PM数の平均値を算出したところ，いずれの粒子径においても，面会制限ありの場合の方が面会制限なしの場合に比較して有意に PM数が低下していた（Figure 5a）。さらに PM数の変化を 18：00～6： 00（evening；夜間）（Figure 5b），6：00～12：00（morning；午前）（Figure 5c），12：00～18：00（afternoon；午後）（Figure 5d）の 3つの時間帯に分けて解析した。その結果，面会制限前後では，夜間の PM数には差は見られず（Figure 5b），主に日中（午前と午後）の時間帯で PM数の増加が確認され，特に午後の 10.0μm以上に差がみられた（Figure 5c，d）。また調査研究期間内において，フィルター点検のために日中BCR稼働が数時間停止した日があり，その影響を調査した。点検の同日およびその前後日での PM変動数を測定したところ，点検日当日の PM数はその前後日に比較して最大 5倍量であった（Figure 6）。ただし作業後 75分以内に粒子数は従来のレベルにまで低下していた。この際の PM数半減期は 12.6～23.4分であった。. 考察. BCR内の粉塵である PM量は，配膳，検温，回診，面会などの日常的なイベントで容易に増加することが分かった。粒子径の小さい PMほど空気中に停留しやすいことが分かった。夜間の定常状態にはいずれの粒子も既定の規準を下回っていた。造血幹細胞移植用BCR病室内の粒子数の中央値 63～420粒子/Lで，外気の平均粒子数 173,659個/L に対して 103分の 1以下のレベルとなっている4。空気ろ過システムと病棟入室制限により，BCRユニット内の室内空気環境が改善される5。. 0. 50000. 100000. 150000. 200000. 250000. 300000. 350000. 400000. 450000. 500000. 0: 00. 0: 30. 1: 00. 1: 30. 2: 00. 2: 30. 3: 00. 3: 30. 4: 00. 4: 30. 5: 00. 5: 30. 6: 00. 6: 30. 7: 00. 7: 30. 8: 00. 8: 30. 9: 00. 9: 30. 10 :0. 0 10. :3 0. 11 :0. 0 11. :3 0. 12 :0. 0 12. :3 0. 13 :0. 0 13. :3 0. 14 :0. 0 14. :3 0. 15 :0. 0 15. :3 0. 16 :0. 0 16. :3 0. 17 :0. 0 17. :3 0. 18 :0. 0 18. :3 0. 19 :0. 0 19. :3 0. 20 :0. 0 20. :3 0. 21 :0. 0 21. :3 0. 22 :0. 0 22. :3 0. 23 :0. 0 23. :3 0. 0.3um 0.5um 1.0um 2.0um 5.0um 10.0um. Figure 3．A daily fluctuations in particulate matter（mean counts for 3 weeks）. Table 2．A half-time of particulate matter decay（min）. 0.3μm 0.5μm 1.0μm 2.0μm 5.0μm 10.0μm BCR working 23.8 17.9 17.2 20.0 18.5 22.6 BCR shutdown 16.2 18.0 13.1 13.1 12.6 23.4. （abbreviation: BCR; bio-clean room）. 日本造血細胞移植学会雑誌第 10 巻第 2 号，2021 BCR 内粉塵量測定 109. Table 3．A frequency of protrusion of particulate matter counts （A prevalence during 1 week, more than 500,000／m2 and 100,000／m2）. Restricting access Target PM counts 0.3μm 0.5μm 1.0μm 2.0μm 5.0μm 10.0μm. Before ≧500,000／m 3 20 5 0 0 0 0. ≧100,000／m3 120 34 9 3 0 0. After ≧500,000／m 3 3 1 0 0 0 0. ≧100,000／m3 18 7 0 0 0 0. （abbreviation: PM; particulate matter）. （B）. （A）. Figure 4．A chart of particulate matters in bio-clean room during one day．（a）without the restricting access of visitor to bio-clean room，（b）with the restricting access of visitor to bio-clean room. 日本造血細胞移植学会雑誌第 10 巻第 2 号，2021110 今滝修ら. PM数が空気中の細菌数や真菌数（バイオエアロゾル）と相関することが分かっていることからも裏付けられるように，病院内 BCR環境中の微生物のコントロールには，アクセス制限が有効であると報告されている6。BCRのバイオエアロゾルを測定した研究では医療従事者由来の細菌粒子の増加も報告されている7。BCR環境の粉塵について考察した研究論文は，造血幹細胞移植領域以外にも ICUでの「クリーンエリア」における研究が多くみられる。これらは. 造血幹細胞移植と同様のクリーンユニット環境で実施された研究である。ICU病棟において微生物空気中サンプリングを行った研究では，来訪者の前後で病室内空気中の微生物の量が増加していた。来訪者の影響は，粉塵量だけでなく室内温度や室内湿度にもみられており，ICUなどの厳格に管理されるべき環境における来訪者の影響を低く見積もるべきではないと注意喚起されている8。BCR内環境は来訪者によって生物学的にも化学的にも影響を受けると考えられる8。病棟で通年性の微生物空気中サンプリングを行った研究では，空気中細菌は 11月と 5月に最も多く，12 月から 2月の 3か月間は少なかった。空気中真菌は 11月が最も多く 5月が最も少なかったという9。今後は季節による変動とその影響も考慮する必要がある。次に，新型コロナウイルス感染拡大に対するBCR内での面会制限効果に関する検証を行った。面会制限前後での PM数低下を，いくつかの代表値で比較したところ，面会制限することで BCR内の粒子数の低下を示すことができた。気道感染症において病原体が飛沫感染する場合，感染拡大に関連する粒子は 0.01～500μmのいずれのサイズも飛沫する10。飛沫感染と空気感染を想定した場合，呼吸器感染ウイルスの DNA分子は，＞5μm径の粒子にも≦5μm. 0. 50000. 100000. 150000. 200000. 250000. 300000. 350000. 400000. 450000. 500000. 0: 00. 0: 45. 1: 30. 2: 15. 3: 00. 3: 45. 4: 30. 5: 15. 6: 00. 6: 45. 7: 30. 8: 15. 9: 00. 9: 45. 10 :3. 0 11. :1 5. 12 :0. 0 12. :4 5. 13 :3. 0 14. :1 5. 15 :0. 0 15. :4 5. 16 :3. 0 17. :1 5. 18 :0. 0 18. :4 5. 19 :3. 0 20. :1 5. 21 :0. 0 21. :4 5. 22 :3. 0 23. :1 5. 0.3um 0.5um 1.0um 2.0um 5.0um 10.0um. Figure 6．A chart of particulate matters out of operation of bio- clean room. 1000. 10000. 100000. （A）. 0.3um 0.5um 1.0um 2.0um 5.0um 10.0um. （C）. （B）. * P=0.028. （D）. Figure 5．A average concentration of particulate matters during daytime before and after the restriction of visitor．（A）during day time （7：00～21：00），（B）in the evening（18：00～6：00），（C）in the morning（6：00～12：00），（D）in the afternoon（12：00～18： 00）. 日本造血細胞移植学会雑誌第 10 巻第 2 号，2021 BCR 内粉塵量測定 111. 径の粒子にも含まれており，空気感染の知られていない呼吸器ウイルス感染症においても，飛沫核感染が理論的には起こりうること，つまり状況によって飛沫核が感染源となりうることが実験的に示されている11。したがって，ポスト新型コロナウイルス時代としての，飛沫（飛沫核）感染予防策として，面会制限が部分的にでも有効である可能性が示唆された。今回の結果からは日中，特に午後において環境中の粉塵を増加させない注意を払うことで，飛沫感染予報策の一対策になると思われた。一方で大気汚染においてはどの粒子径の粉塵が人体に影響するかは不明である12。実際に臨床現場で集中治療室の空気サンプリングを行うと，インフルエンザウイルスと RSウイルスの RNAが空気中に検出されるという報告がある。区切られた環境中の室内気吸入による空気感染の可能性を示唆するデータが存在する13。最後に，地震・台風・水害など本邦特有の自然災害によって起こる電力供給停止を想定した検証も行った。BCR 機能停止に際して病室の出入りを制限しておけば，PM数は極端に増加しないことが分かった。災害時などの停電によって BCR維持に必要な電気が供給されない場合があっても，当面の時間であればBCR内の清潔度を維持できる可能性がある。BCRへの出入りを制限すれば，時間単位での BCR内の安定した低粒子定常状態が保たれる。PM数の低減も BCR機能再開により速やかであることが分かった。. 結論. BCR内の PM数は定常時は基準値内であっても日中に多くなっている。日内変動でのPM数変化の特徴を把握して，粉塵拡散の予防に努めるべきであろう。. 謝辞本稿の結果の一部は第 41回日本造血細胞移植学会総会で発表した。本研究の一部は百十四銀行学術文化振興財団 2016年度助成金の補助を受けて行われた。. 利益相反の開示本論文発表内容に関連して特に申告なし。. 文献. 1. Leung NHL, Chu DKW, Shiu EYC, et al. Respiratory virus. shedding in exhaled breath and efficacy of face masks. Nat. Med. 2020 Apr 3. doi: 10.1038/s41591-020-0843-2.［Epub ahead of print］. 2. Tellier R, Li Y, Cowling BJ, Tang JW. Recognition of aerosol. transmission of infectious agents: a commentary. BMC Infect. Dis. 2019; 19: 101‒110. 3. Liu C, Chen R, Sera F, et al. Ambient Particulate Air Pollution. and Daily Mortality in 652 Cities. N Engl J Med. 2019; 381: 705‒715.. 4. Nihtinen A, Anttila VJ, Richardson M, et al. The utility of. intensified environmental surveillance for pathogenic moulds. in a stem cell transplantation ward during construction work to. monitor the efficacy of HEPA filtration. Bone Marrow Trans-. plant. 2007; 40: 457‒460. 5. Shajahan A, Culp CH, Williamson B. 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Division of Hematology, Department of Internal Medicine, Faculty of Medicine, Kagawa University, Kagawa, Japan. Abstract Purpose: In this study, we investigated diurnal variations in suspended particulate matter（PM）that resulted from human transit within a bio-clean room（BCR）used for hematopoietic stem cell transplantation. Methods: From April 2017 to March 2020, we measured airborne PM in BCR over time; we analyzed the fluctuating patterns of PM associated with daily human transit within BCR using a commercially available particle counter. Results: Daily fluctuations in PM revealed average peak times at 07：40, 10：00, and 16：15; these daytime fluctuations returned to a steady level during the overnight hours. Increases in airborne PM correlated with human activity in BCR, including visits required for patient care and vital sign assessments. The half-time of PM decay was 17.2-23.8 min and 12.6-23.4 min when measured before and after restricting access to BCR, respectively. The average concentration of PM detected during the daytime hours, especially in afternoon, decreased significantly once BCR restrictions were in place. Conclusion: PM detected in BCR fluctuated in dynamic manner based on the extent of human transit within the facility. These characteristics should be monitored to prevent unnecessary particle diffusion.（Journal of Hematopoietic Cell Transplantation 10（2）: 106—112, 2021.）