摘要:

环境微生物是引起院内感染最重要的根源。然而最近却出现相反的观点。现从生物洁净技术入手,运用空气微生物学的理论,从四个方面 详细阐明了:环境微生物与院内感染的相关性;空气微生物粒子大小与紫外杀菌和过滤除菌的关系;洁净技术《规范》的实用性与双标准的必要性;过滤除菌优于紫外杀菌的不可取代性。最后指出加强环境净化的观念、坚定过滤除菌的信念、多向发展新技术的理念。搞好绿色医院建设。

   

关键词:

环境微生物;生物洁净技术;紫外杀菌;过滤除菌;感染控制


   

一、引言


  前年德国C.B等撰文指明:层流洁净手术室的感染率明显高于非单向流手术室的感染率[1]。此事在德国引起争论,现又有人引入国内。一时间,在我国执行了七年之久的《医院洁净手术部建筑技术规范》被说成是全世界要求标准最高的规范,空气净化技术被说成是引起医院投资与运行费用增长的罪魁祸首。在学术上争论是有益的,但要讲科学道理。
  今年5月26日在北京听了德国权威人士讲明了该国C.B文章的真相,使我恍然大悟。为什么如此的结论在中国也有市场呢?就是对以下几个基本问题的认识不足。本文从生物洁净技术入手,运用空气微生物学的理论详 细阐明了四个基本问题。最终指明,过滤除菌仍是空气净化的主要手段。它在控制院内感染发挥了重要作用。今后要加强环境净化的观念、坚定过滤除菌的信念、多向发展新技术的理念。搞好绿色医院建设。

  

二、环境微生物与院内感染的相关性



  

1.1国内情况


  以往医院的各种消毒,空气的合格率最低。因此在过去几十年由空气传染的疾病一直在泛滥。
  先是沈阳、黄山等地某些医院出现的柯萨奇病毒,最后以死了几十个孩子为代价。再就是口蹄疫。还有诺瓦克病毒,虽属消化道病,但空气仍可传播。特别 2003年的SARS,触目惊心。以后又有禽流感和人流感,手足口病流行多年,据报今年就死亡537名儿童。还有正在我国泛滥的结核菌。我国已成为世界第二结核大国。可以预言:如果再不重视空气微生物污染,今后在我国泛滥成灾的仍然是微生物气溶胶传播的疾病。
  几十年广大医务工作者进行了大量研究,进一步明白了环境微生物与院内感染的相关性[2-5]
  

1.2国外情况

   

有人讲层流应用40多年未见对感染有重要数据的实践证明研究。现看国外:
  据英国J.charnly报道[6],为降低髋关节置换术感染率将普通手术室改成层流,在5000多例手术中感染率从7.7%降到1.5%。层流手术室中又使用全身吸气服,6000多例病人,感染率降到0.6%。特别有力的是他未使用抗菌素。使结果更加准确可靠。
  英国医学研究会在19所医院对8000多例髋关节置换术进行对照试验,随诊期1-4年感染率为0.6%;而由同批医生在普通手术室进行同样手术,感染率为1.5%。相差显著(P<0.001)。
  法国苏特等人,在不同净化水平下进行4组病人的切口感染进行研究。结论是:术中空气污染有必然的危险。高效空气过滤器非常有效地减少了这种危险。
  瑞典Uppsala大学Hambraeus 在手术室提炼出一个经验公式:膝盖整形及移植手术中败血症发病率与室内微生物气溶胶浓度有正比关系[9]
  美国P.E.Gosdne等报道10个菌即可引起关节修复术感染。感染同伤口周围30厘米的空间空气微生物浓度相关。还认为:手术室空气微生物浓度从100-200cfu/m3 降到10 cfu/m3;则手术感染率可降底50%[7] 。他在伤口发现的细菌98%是直接或间接来源于空气中。Hodgeson,Tinker(1982)早已指出:全髋关节置换术切口上发现的细菌,30%直接从空气沉降而来,68%从间接途径而来。两位作者相隔千山万水而得出的结果确是惊人的相似,说明科学真理的普遍性。最有说服力的是WHO发表的文件指出:当手术室空气微生物浓度在700-1800 cfu/m3则常常发生败血症;如果细菌浓度为36-72 cfu/m3则术后很少发生败血症。
  最近出现相反的观点。在本刊发表文章中。先是有人提出:有净化比无净化感染率高。接着又有文章介绍德国C. B在美国期刊发表的论文以两万多例手术说明层流感染率高于乱流。
  

1.3解析


  感染总是由微生物引起的,而空气净化,特别是高效过滤、层流室可以降低包括细菌在内的微粒数量,也就能降低感染,已成为常识。因为一切环境变化必然影 响微观生态平衡。介绍德国文章的中国学者也是国内净化专家,在以往所写论文和著作中也一再肯定这一点。现在介绍这一大逆转的结论本无可厚非,说明现在出现了一种与过去不同的认识。但关键是应有所分析,看其有讲得通的道理否,并且推论到把我国关于手术部的规范说成是全世界要求最高标准的规范(含贬义)。我们应该问一下:尘粒最少、细菌最少的层流为什么感染率反而高?一两例可能例外,二万例应是有规律的(如果正确统计的话)。规律在何处。如果说层流未必能降低 感染率则可,说它比乱流还容易感染则怎样服人。对这种论点加以介绍并存疑本无不可,继而推广到给《国标》下结论,又没有举出一条条对比,就说是最高标准,未免太武断。
  最近听了德国Rupert Mack受DIN1946标准委员会的委托来华演讲才知道那位德国论文作者C.B主要通过电话了解感染率的事,而所谓层流是早期实施那种低速层流气流。他说那位学者所在黑森州的卫生局为此专门开了论证会,并发了公文申明:一切仍按DIN1946-4标准执行。R.Mack还指出中国规范总体上是合适的。
  据我所知说我国《医院洁净手术部建筑技术规范》是最高标准(意即浪费)是非常没有根据的。国外标准中最高一级都要求达到美联邦的百级标准,而日本和当时的美国还强调全室层流,不是比国标局部百级高多了吗?各国标准除个别的,末端皆用高效过滤器,至于国标最低只用到亚高效,而外国有的用高中效,这种个别差异能拿来上纲吗?国标的换气次数不比国外高,相反,在新风上从数字上看,国标最小为1000m3/h,外国有些是1200m3/h;国标是人均60m3/h,而外国有80甚至100m3/h。 国标照度是要求350lx,外国大都500lx以上,国标噪声标准又低于任何一个外国标准,这是当时国情决定的,国标中温湿度与外国的相仿甚至稍高1度半度,甚至连手术室面积都比国外的略小。国标还明确提出洁净手术室地面可用水磨石,墙面可用瓷砖。这些都有明确的介绍。而且都比国外要求的低,何言《规范》 是世界要求标准最高呢?
  有人说美国ASHRAE170标准用的是两级过滤而我国(其实还有许多外国)是三级过滤。其实该标准指的是空调装置。而对于高级别的洁净手术室都是三级过滤。最近业内人士参观美国洁净手术室回来讲:送风口上用的也是高效过滤器。
  

三、空气中生物粒子的大小分布特征


  病毒比细菌一般小百倍,因而用于病毒的生物洁净室过滤器的效率就要比用于细菌的高百倍。从逻辑学上讲这是多么合理。然而事实确是完全错误的。
  首先除了霉菌孢子外,一般细菌及病毒等都是生长在有营养、湿润的环境中,现在还没有一种方法能把微生物从它生长的环境中赤裸裸单独放在空气中。实际病 毒都是连同包被它的营养物质,通过各种人为的或机械作用力释放到空气中。这就形成了凡是到空气中的微生物大都是附着在尘粒上,因此它们在空气中的大小,大 都比自身大。
  Noble的测定结果[9]:1、空气中与疾病有关的带菌粒子直径一般为4-20μm。2、来自人体的微生物大都附着在 12-15μm尘粒上。3、许多真菌孢子以单个的形式存在于空气中(但真菌比细菌大)。但有些也可与其他尘粒凝并。病毒本身是很小的,大致在 0.01-0.1μm左右。但它在空气中大小确比本身大许多,跟细菌粒子相差无几,因此用过滤细菌的过滤器同样可用于过滤空气中的病毒粒子。(此论对生物 安全实验室等的设计建造使用均有指导作用),因病毒进入空气中粒子大小取决于喷洒到空气中的机械及生物的作用力,而与病毒大小无关。有人给出微生物穿透穿 透过滤器的情况,病毒与细菌并无太大差别[12]
  最权威的是Selleris,R.F[10]等调查了自然存在的口蹄疫病毒粒子(简称FMD),该病毒本身为25-30nμ, 是由感染的猪散布到空气中,用液体撞击采样器采样,结果表明:携带病毒气溶胶粒子65%-71%的直径大于6μm,19%-24%是3-6μm,仅有 10%-11%是小于3μm。用FMD感染羊也得到类似的结果[11]。至于0.01-0.1μm的能带多少病毒不是可想而知了吗?
  黄子才等在全国六大味精厂测得空气中的L-谷氨酸有害噬菌体(即细菌的病毒,大小与病毒类同),结果表明:空气中该噬菌体计数中值空气动力学直径在 2.1-4.7μm。80%分布在1.6-4.6μm,大约20%在1.4-1.5μm之间,而在0.65-1.1μm之间的噬菌体粒子仅占0.9%[9]。另据报道:高效过滤器对大于和小于0.1~0.2μm粒子过滤效率都高[8]。有人不知小粒子也可被过滤掉。穿过高效过滤器的粒子再多也比无过滤器的紫外线消毒装置少得多,何言高效过滤器是引起病态建筑综合症的根源!
  可以这样讲,0.01-0.1μm可穿过高效过滤器的粒子基本是不带菌的,而绝大部分带菌的大粒子和小于0.1~0.2μm的小粒子也可被滤除 掉,UVGI杀菌装置最不利的杀菌谱是那些带菌的大粒子,而对那些基本不带菌的小粒子杀菌效率高还有意义吗?但有人却把这条作为UVGI杀菌装置的优点介绍。这种态度实不可取。
  

四、关于《医院洁净手术部建筑技术规范》的双标准问题


  众所周知,生物洁净技术是从工业洁净技术转化而来,就生物洁净本身并无成熟的技术规范,当时在建造生物洁净室时,当然要借用工业的、特别是静态尘粒浓 度的技术手段来检验生物洁净室合格与否,因此初建的生物洁净室测尘粒浓度是顺理成章的事。当然在使用若干时期后可放弃测尘粒,只测菌粒。如果静态验收时只 测尘不测菌行不行?有人说都是静态,测试也就两个人,细菌数不应有差别。实践证明,由于静态时尘粒数不同,细菌数也不同,而且这也是护士长所最关心的数据。所以费春楠等提出:菌、尘粒子都应是生物洁净室验收标准[13]。最近听德国学者讲学时也说:有些尘粒落到创口上可使正常细胞发生畸变。在这个意义上讲,尘粒与菌粒还都要测定。双标准还有存在的意义。
  

五、紫外杀菌装置不可代替高效过滤器


  

1、两种杀(除)菌装置到底那种效率高


    据报导,近十年来英国、德国、澳大利亚、美国和加拿大都研制出一次性紫外线消毒装置(UVGI)[14][15][16][17][18]。2006年6月美国环保署公布了对加拿大生产的管道式紫外线装置一次性通过的杀菌效率,见表1。

净化医院环境控制院内感染

表1:加拿大紫外杀菌装置一次性通过杀菌检测结果

    解放军卫生装备研究所对英国和加拿大UVGI装置进行了一次性通过杀菌效率检测,结果表明英国的杀菌装置具有99.99%以上的杀菌效率,加拿大杀菌装置的杀菌效率94%以上。国际紫外线学会给出的对炭疽菌紫外杀菌效率96%(2万微瓦)。而超高效率过滤器对0.1μm粒子的过滤效率即可达99.999% 以上,对一般细菌甚至达7个9以上,而且是一次通过的效率,还有一点要说明的,道紫外线杀菌本身还有一个光复活和暗修复。这些没有计算在内。

  

2、两种杀(除)菌装置到底哪种副作用大


  高效过滤器最大的优点是把微生物拒之门外,保持所需环境的清洁,高效过滤器为何能成为生物洁净技术最成熟、最可靠、全世界都公认的洁净技术,就是因为同其它新的杀菌技术比,安全、可靠。特别是能持续产生大量无害化空气供使用。这也是高压静电、负粒子、光触媒、化学过滤器等技术无可比拟的。所以过滤除菌 是空气净化的主要手段。它在控制各类手术室院内感染发挥了重要作用。但仍应加强与其他新技术的应用研究。
  紫外杀菌装置最大的缺点是它的副作用。它不仅产生有害气体,最危险的是死而复活的变异了的细菌[19]。可怕的是这种耐药菌株已扩大散布到医院及社区。陈艳华报导[20]该院各类环境空气中对青霉素和氨苄西林耐药率高达72-76.9%。另有报导,这种耐药菌在城市的繁华区空气中也大量存在。周继平报导[21]信阳市人类活动频繁地区空气中耐药菌含量较高。
  总之通过以上分析,明确指出UVGI装置不可取代高效过滤器。各国有关医院手术室的标准中,空气过滤也是除去悬浮菌的主要手段。当然也是空气净化的最重要组成部分。今后仍要坚定信念,深入研究,大力发展。
  

六 、小结


  1、环境微生物与医院感染存在着相关性。
  2、空气中生物粒子大都附着在尘粒上,一般为4-20μm。0.01-0.1μm粒子基本不带菌。
  3、《医院洁净手术部建筑技术规范》中的双标准届时是合理的、必要的。
  4、紫外线杀菌装置不可取代高效过滤器。
  5、空气过滤除菌技术是控制手术室感染最重要方法,也是空气净化的主要手段,代表了国际上先进的控制理念。
  6、加强生物净化新技术的应用研究。

  

参考文献

  [1] Brandt, Christian,Hott, Uwe,Sohr, Dorit et al. Operating room ventilation with laminar airflow shows no protective effect on the surgical site infection rate in Orthopedic and Abdominal Surgery[J]. Annals of Surgery, 2008,248(5);695-700
  [2]索继江、邢玉斌、谢丽君等,医院空气中黄曲霉菌含量分析研究,中华医院感染学杂志,2009,V19、N21,p2832
  [3]周娟,王仙园,张颖,空气微生物污染与控制研究进展,护理研究,2007年 V 21N7.p.1705
  [4]赛海芳 荣伟,综合性医院环境微生物危险因素检测调查分析,医学理论与实践,2010,V23、N3,p369
  [5]许亚茹,医院病房空气微生物学监测与医院感染的关系,华北煤炭医学学报,2008-07 V10、N4,p464
  [6]charnley J, Infection of the wounds. Brit. J. Surgery, 1969;56:641.
  [7]Gosden P E,A.P.MacGowan,G.C.Bannister. Importance of air quality and related factors in the prevention of infection in orthopaedic implant surgery. Journal of Hospital Infection, 1998:39:173-180.
  [8]许钟麟著,空气洁净技术原理(第三版),北京:科学出版社,2003, 105
  [9]于玺华,现代空气微生物学,北京人民军医出版社,2002,P6-7,365
  [10] Sellers, R. F., and J. Parker. 1969. Airborne excretion of foot-and-mouth disease virus. J. Hyg. (London) 67:671–677.
  [11] Daniel Verreault, Sylvain Moineau, and Caroline Duchaine .Methods for Sampling of Airborne Viruses Microbiology andMolecular  Biolgy Reviews, V72.N3. Sept. 2008, p.415.
  [12]浩严,紫外线消毒灭菌与洁净技术 机电信息,2009 V29、总第239期,P.8
  [13]费春楠,任思东,医院洁净手术部空气细菌含量监测方法,重庆市医院感染控制中心网。Htp.2010-6-8.
  [14]United States Environment Protection Agency.Biological Inactivation Efficiency by HVAC In-Duct Ultraviolet Light Systems[R],2006-06
  [15]BTA.Protokoll zur testreihe fur power tube Ingo Werishaar[J].Diplom-biologe torsten merier,2006(4)
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  [17]AN EVALUATION OF ULTRAVIOLET GERMICIDAL IRRADIATION(UVGI)[R],2008
  [18]Australian.Guidelines for the classification and design of isolation rooms in health care facilities[S],2007
  [19]孙荣同等,紫外照射对两种不同类型细菌的影响,中国消毒学杂志,2009,26:2 P161
  [20]陈艳华、李晖等,医院空气中细菌分类及耐药性分析,中国抗生素杂志,2006-08 V31、N8、505
  [21]周继平,空气中耐药菌株分布情况调查,新乡医学学报,2007,V24、N2


(作者:于玺华 原全军医院感染专业委员会 空气微生物监控中心主任)