La charge bactérienne des masques usés

Source : frontiersin.org
Traduction (imparfaite) : Translate Web Page

Kai Kisielinski¹^*Barbara Wojtasik²Aleksandra Zalewska²David M. Livermore³Agata Jurczak-Kurek²^*

¹Médecine clinique (chirurgie), médecine d’urgence et médecine sociale, pratique privée, Düsseldorf, Allemagne
²Département de génétique évolutive et de biosystème, Faculté de biologie, Université de Gdansk, Gdansk, Pologne
³Norwich Medical School, Université d’East Anglia, Norwich, Royaume-Uni

INTRODUCTION: Les masques ont été largement mandatés lors de la récente pandémie SARS-COV-2. En particulier, l’utilisation par la population générale est associée à un risque plus élevé de manipulation incorrecte du masque et de contamination et de conséquences microbiologiques défavorables potentielles.

Méthodes: Nous avons étudié et quantifié l’accumulation bactérienne dans les masques utilisées par la population générale, en utilisant l’ARNr 16S (séquençage Sanger), la culture et l’analyse biochimique ainsi que la coloration au bengale rose. De plus, un aperçu systématique de la littérature sur la contamination du masque facial a été entreprise.

Résultats: Nous avons trouvé une charge bactérienne moyenne de 4,24 × 10 ⁴ CFU a récupéré / masque, avec une charge maximale de 2,85 × 10 ⁵ CFU. Ce maximum est 310 fois supérieur à la valeur limite de la contamination des surfaces de sortie du système de ventilation spécifiées par l’identification allemande VDI 6022. L’identification biochimique et moléculaire a été principalement trouvée des espèces de Staphylococcus (80%), y compris Staphylococcus aureus , ainsi que Bacillus forming. Les rapports de littérature indiquent également la contamination des masques par des opportunistes bactériens et fongiques des genres Acinetobacter, Aspergillus, Alternaria, Bacillus, Cadosporium, Candida, Escherichia, Enterobacter, Enteroccus, Klebsiella (y compris le K. PseudoMOe , STAPHYLOCCUS, MICROSPORUM, MUCOR, MUCOR, PNEUDOMONAS, STAPHYLOCH et Streptococcus . Les dénombrements bactériens augmentent linéairement avec la durée du port.

Discussion: Une utilisation prolongée peut affecter la peau et les microbiomes respiratoires, favorisant les conditions d’œil, de peau, orale et des voies respiratoires consécutives. Ces aspects soulignent le besoin urgent de recherches supplémentaires et une analyse risque-avantage en ce qui concerne l’utilisation du masque, en particulier compte tenu de leur efficacité non prouvée dans la perturbation de la transmission des virus respiratoires et de leurs conséquences sociales indésirables.

Introduction

Les masques de masque couvrant les entrées des Airways ont été largement mandatés lors de la récente pandémie SARS-COV-2, non seulement pour les travailleurs de la santé mais aussi pour la population générale ( 1 ). Les professions ayant des contacts humains fréquents ont été obligés de les porter pendant de longues périodes, tout comme les écoliers ( 1 à 6 ).

Cela soulève des préoccupations raisonnables: premièrement, car l’utilisation par la population générale est associée à un risque plus élevé de manipulation inappropriée du masque ( 7 – 11 ); Deuxièmement parce que leur efficacité contre les infections virales respiratoires n’est pas prouvée par des essais de haute qualité, qui indiquent peu ou pas d’effet ( 12 , 13 ) et troisièmement, car les masques sont supposés seulement avoir des effets positifs ( 14 – 16 ). En réalité, il existe de solides preuves que les masques posent divers risques, en particulier pour les femmes enceintes, les enfants et les adolescents, ainsi que pour les adultes plus âgés et les malades ( 14 , 16 – 19 ). Ils ont plusieurs effets défavorables manifestement, affectant la physiologie ( 14 , 16 , 19-23 16 et, plus évidemment, les ), la psychologie ( , 24 ) interactions sociales ( 25 – 35 ). Les effets sur le développement de l’enfance sont une préoccupation particulière. Ces effets indésirables ont été récemment résumés comme le syndrome d’épuisement induit par le masque ( 14 , 16 , 19 ). Fait intéressant, Spira ( 36 ) et Fögen ( 37 ) ont trouvé des taux d’infection et de mortalité SARS-COV-2 significativement plus élevés dans les cohortes portant le masque: les explications sont incertaines, mais le piégeage viral et le recyclage sont plausibles.

Une autre préoccupation, englobée au sein des MIES, concerne les conséquences microbiologiques défavorables potentielles du port de masques de visage. En raison de la création d’un micro-environnement chaud et humide ( 38 – 41 ), des bactéries, des champignons et même des virus peuvent s’accumuler des deux côtés des masques usés ( 42 – 46 ). Jusqu’à présent, ces aspects n’ont pas été évalués en profondeur. Le but de notre étude pilote était d’évaluer, de visualiser et de catégoriser la capacité générale des masques à accumuler des bactéries lorsqu’elles sont utilisées par la population générale. Ceci également en ce qui concerne une évaluation des risques, en utilisant la pire considération qui est nécessaire dans une telle approche protectrice ( 47 ). En conséquence, nous avons entrepris une exploration microbiologique avec des échantillons aléatoires de masques faciaux utilisés par les membres de la population générale, ainsi qu’une revue systématique de la littérature rapide. Cette approche holistique combinée avec l’ARNr 16S (séquençage Sanger), la culture et l’analyse biochimique ainsi que la coloration rose au bengale plus une analyse de littérature systématique n’ont pas été réalisées auparavant et est la première du genre.

Matériels et méthodes

Coloration et visualisation du Bengale Rose de la contamination

La coloration avec du sel de sodium au bengale rose a été utilisée pour détecter la contamination des masques, comme décrit précédemment ( 45 ). La figure 1 illustre la zone du masque analysée.

Figure 1

Figure 1 . Coloration du Bengale Rose des masques de visage usés. La zone analysée est marquée par le cadre rouge. Les dimensions du masque indiquées par les fabricants (175 × 95 mm) excluent les plis, qui agrandissent la surface.

Conception d’étude de masque microbiologique

Dans cet échantillon pilote, des masques sur le visage chirurgical ont été collectés en mars 2022 (pendant l’obligation pandémique) de 15 volontaires consentants aléatoires (employés du département de l’université de Gdansk âgés de 19 à 65 ans), qui les avait portés pendant des périodes de 15 à 12 h h h. . Les détails du porteur n’ont pas été enregistrés car cela ne semble pas être crucial pour notre étude pilote, qui était destinée à montrer la contamination possible des masques utilisés par la population générale de travail. Cependant, avec notre échantillon aléatoire, nous avons capturé un profil d’utilisation réaliste avec des fluctuations temporelles typiques en raison des différents utilisateurs de la population générale. Chaque masque a été stocké dans un sac en plastique séparé jusqu’à l’examen. Les masques, à l’exclusion des boucles d’oreille, ont ensuite été coupés de manière aseptique en plusieurs pièces à l’aide de ciseaux stériles dans une armoire à débit laminaire. Ces pièces ont été transférées dans des tubes contenant 15 ml de solution saline tamponnée au phosphate stérile (PBS), équilibré pendant 1 min à température ambiante, puis vortexé pendant 30 s. Trois masques chirurgicaux inutilisés, propres et propres (Shandong Kaibo Medicinal Packaging Co., Ltd., Chine) ont été traités de manière identique comme des contrôles négatifs.

Pour déterminer le nombre de bactériens, les suspensions ont été diluées à 10 et 100 fois, puis des volumes de 100 μl ont été répartis sur une gélose Columbia contenant 5% de sang de mouton (Graso Biotech, Owidz, Pologne). Les plaques ont été incubées de manière aérobie pendant une nuit à 37 ° C, puis les colonies ont été comptées. La charge bactérienne a été déterminée comme des unités de formage de colonies par ml (CFU / ml) de suspension, puis rebelle comme CFU / masque ( 38 ). Dix colonies par masque usé ont été repensées, cultivées sur du bouillon de soja tryptique (Graso Biotech, Owidz, Pologne), puis stockée dans des solutions de stock de glycérol à 15% (v / v) à −70 ° C en attendant l’identification moléculaire.

Identification des isolats par séquençage Sanger du gène d’ARNr 16S

Quarante isolats ont été identifiés par PCR et séquençage Sanger du gène d’ARNr 16S. En bref, les colonies bactériennes ont été suspendues dans 30 μL d’eau stérile et lysées dans 95 ° C, suivies d’une centrifugation à 13 000 x g pendant 2 min. Les supernées ont été utilisées pour la PCR. Les amorces étaient: Forward F27 5′-AGAGTTTGATCMTGGCTCAG-3 ′ et inverse R1492 5′-CTACGGYTACCTTGTTACGACTT-3 ′ ( 48 , 49 ). Le mélange réactionnel (25 μL) contenait: 0,1 μm de chaque amorce, 1 μL de surnageant bactérien, 0,6 U de Taq polymérase (Eurx, Gdansk, Pologne), 0,2 mM DNTPS et Taq polymérase du tampon (EURX), contenant 15 mM de MGCL ₂ . Les conditions de cycle impliquaient 94 ° C pendant 5 min; 30 cycles de 94 ° C pendant 1 min, 50 ° C pendant 1 min, 72 ° C pendant 1,5 min et une étape finale à 72 ° C pendant 5 min. Le séquençage de Sanger a été effectué chez Macrogen Europe (Amsterdam, Pays-Bas) sur un analyseur d’ADN 3730xl (ThermoFisher Scientific, Waltham, MA, USA). L’amplification par PCR était telle que décrite par Monciardini et al. ( 50 ). Les données de séquençage ont été analysées par FinchTV 1.4 (Geoshipa, Inc.; Seattle, WA, USA), ¹ Les extrémités des lectures séquencées ont été coupées et les assemblages résultants ont été explosés dans la base de données NCBI. Les données de séquençage sont disponibles sur fighare à https://doi.org/10.6084/m9.figshare.23614797 (consulté le 2 juillet 2023).

Caractérisation biochimique des isolats

Tous les isolats séquencés ont été repensés sur une gélose sanguin de Columbia avec 5% de sang de mouton pour l’évaluation de l’hémolyse et sur une gélose au sel de mannitol (Graso Biotech, Owidz, Pologne) pour l’identification préliminaire de Staphylococcus spp. Les staphylocoques ont été testés en outre en utilisant le kit Staph Latex (Polex ™, Pro-Lab Diagnostics, Bromborough, Royaume-Uni) pour distinguer S. aureus des autres espèces.

Recherche de littérature systématique

Nous avons systématiquement recherché des études scientifiques évaluées par des pairs, jusqu’en juin 2023, qui ont analysé quantitativement la colonisation ou la contamination du tissu, du chirurgie, du N95 et des masques similaires par bactéries et champignons. La recherche a été effectuée à l’aide de PubMed et Medline et comprenait des évaluations qualitatives et quantitatives. Les termes de recherche ont été créés en fonction des critères définis dans le schéma PICO ( 51 ). Le terme de recherche non spécifique «masque» a été omis, car il comprend également des respirateurs et des masques de ventilation anesthésiologiques. Au lieu de cela, des termes spécifiques ont été choisis: «((masque facial) ou (facemask) ou (masque chirurgical) ou (FFP1) ou (FFP2) ou (FFP3) ou (N95) ou (KF94) ou (KN95)) et ((N95) contamination microbienne) ou (bactéries) ou (champignons)). » Deux chercheurs indépendants ont identifié et sélectionné des études éligibles. Les critères d’inclusion qualitatif étaient: présentation reproductible valide de la contamination microbienne, collection compréhensible de masques évalués, crédibilité des résultats et focalisation claire. Les critères d’inclusion quantitative étaient: des méthodes appropriées et précises, une mesure valide des résultats, une sélection représentative des masques évalués et des méthodes de détection / analyse reproductibles. Les articles sélectionnés ont été vérifiés par au moins trois des auteurs actuels pour l’admissibilité potentielle. La conception de l’étude, la méthodologie, les méthodes analytiques et expérimentales ont été évaluées. Les exclusions et les raisons ont été documentées. Pour les études incluses, les données suivantes ont été extraites dans des tableaux: auteur et année, méthode et type d’étude, taille de l’échantillon et type (s) de masque, du (s) du (s) des masques, des résultats / micro-organismes examinés, du contenu et des espèces principales. Des calculs et des graphiques mathématiques simples ont été effectués avec Libre-Office Calc, un package de bureau gratuit et open-source de la Fondation Document ( 52 ).

Résultats

Abondance et types de bactéries sur des masques usés

La contamination des masques usés était visible, macroscopiquement, après coloration au Bengale rose ( figure 2 ). Ce colorant se lie aux bactéries, aux champignons et aux cellules tissulaires ainsi qu’aux débris avec l’intensité de la couleur suggérée pour refléter le degré de contamination ( 53 – 57 ).

Figure 2

Figure 2 . Exemple masque la coloration avec la rose du Bengale, se liant aux cellules tissulaires, aux débris et aux bactéries.

Sur la base de la culture, la charge bactérienne moyenne de masque facial chirurgical propre et jamais utilisé était de 0,1 × 10 ³ CFU a récupéré / masque tandis que la charge moyenne arithmétique sur les masques utilisés était de 4,24 × 10 ⁴ CFU récupéré / masque (moyenne géométrique 1,3 × 10 ⁴). Les bactéries étaient les plus abondantes sur les masques usés 5 et 6, avec 1,03 × 10 ⁵ et 2,85 × 10 ⁵ CFU a récupéré / masque, respectivement ( tableau 1 ). L’identification biochimique et moléculaire a révélé des espèces de staphylococciques sur ces deux derniers masques, notamment S. aureus , S. Warneri et S. epidermidis ( tableau supplémentaire 2 ). Bien que la morphologie des colonies différait entre les masques, les phénotypes dominants, dans presque tous les cas, y compris les masques inutilisés, étaient les petites colonies blanches typiques de S. epidermidis et d’autres staphylocoques négatifs de la coagulase ( figure supplémentaire 1 ).

Tableau 1

Tableau 1 . L’abondance de bactéries dans les masques.

Identification des isolats par séquençage Sanger du gène d’ARNr 16S

Sur 52 colonies soumises à la PCR, nous avons choisi les 40 avec l’amplification du produit la plus efficace pour le séquençage. Les résultats de l’explosion détaillés sont présentés dans le tableau supplémentaire 1 .

La grande majorité (32, 80%) de ces 40 appartenait au genre Staphylococcus confirmant les identifications phénotypiques. Nous avons identifié quatre espèces de coagulases négatives: S. epidermidis (la plus abondante), S. warneri , S. pasteuri et S. hominis , qui appartiennent toutes à la peau humaine normale et au microbiote nasal ( tableau supplémentaire 2 ) ( 58 ). de coagulase positif Sur le masque 5, nous avons confirmé Staphylococcus ( tableau supplémentaire 2 ) avec S. aureus et S. argenteus .

Quatre autres colonies séquencées comprenaient des espèces de Bacillus formant des endospores , à savoir B. cereus, B. Thuringiensis, B. altitudinis, B. megaterium et autres ( tableaux supplémentaires 1, 2 ), qui sont des bactéries du sol ( 59 ). Parmi les quatre colonies identifiées restantes (« autres » de la figure 3 ), nous avons trouvé Sporosarcina newyorkensis , une autre tige gram-positive formant des endospores, parfois récupérée des bactériémies humaines et du lait de vache ( 60 ). La seule espèce à Gram négatif trouvée était la pseudomonad psychrobacter faecalis ( tableau supplémentaire 2 ), une espèce psychrophile associée aux fèces de pigeons ( 61 ) et rapportées également à partir d’échantillons humains ( 62 ). Nous n’avons pas isolé les streptocoques, bien que ce soit une composante majeure du microbiote oral humain. Peut-être que leurs taux de survie sur les masques sont faibles, ou leur récupération nécessite une incubation enrichie de CO ₂ , et non une incubation d’air telle qu’elle est utilisée ici.

Figure 3

Figure 3 . L’abondance relative de différentes espèces bactériennes a été récupérée de masques.

Identification biochimique des isolats

Les mêmes 40 colonies ont été soumises à une identification biochimique, ce qui donne des résultats cohérents avec le séquençage. L’hémolyse a été détectée pour presque toutes ces bactéries ( tableau supplémentaire 2 ) bien que son intensité soit très variable ( tableau supplémentaire 2 ; figure supplémentaire 1 ). La plupart des bactéries ont montré une halotolérance mais seulement cinq mannitol fermentés: ces derniers ont été testés pour la coagulase et la protéine A et trois, tous à partir du masque 5, se sont avérés positifs pour les deux caractères, confirmant l’identification comme S. aureus ( tableau supplémentaire 2 ); Tous avaient une morphologie typique de l’espèce ( figure supplémentaire 1 , masque 5).

Recherche de littérature systématique

La recherche documentaire a initialement donné 1 310 résultats. Cela a été rétréci (voir le diagramme PRISMA, figure 4 ) à 14 études évaluant la contamination bactérienne et fongique des masques de tissu, chirurgicaux et N95, portés pour des périodes allant de 5 min à 3 jours. Onze études ont considéré les bactéries, cinq champignons et trois ( tableau 2 ). Quatre études étaient destinées à la population générale, tandis que 10 étaient pour les travailleurs de la santé (HCWS) ( 38 , 41 , 42 , 44 , 46 , 63 – 71 ). Six étaient destinés aux unités chirurgicales (une procédés spécifiquement de la chirurgie orthopédique) et cinq pour les pratiques dentaires ( 44 , 64 – 67 ). Seuls deux ont fourni une quantification exacte et une identification bactérienne par l’ARNr 16S; Ceux-ci ont tous deux étudié la population générale ( 38 , 63 ). Les résultats de la recherche documentaire sont résumés dans l’extraction ( tableau 2 ).

Figure 4

Figure 4 . PRISMA FLUX THART pour la recherche de littérature.

Tableau 2

Tableau 2 . Résultats microbiologiques de la recherche documentaire (contamination du masque par des bactéries et des champignons).

Discussion

Nous avons trouvé une forte contamination bactérienne des masques chirurgicaux portés par la population générale, avec jusqu’à 2,85 × 10 ⁵ CFU / masque (moyenne 4,24 × 10 ⁴).

Malheureusement, il n’y a pas de normes microbiologiques pour les masques usés contre lesquels examiner ces résultats; Dans l’UE, la seule exigence de bioburden pertinente est en 14683 pour les nouveaux masques, nécessitant ≤ 30 CFU / g. Néanmoins, comme les masques représentent un système de filtrage en amont des voies respiratoires, les valeurs limites des systèmes de ventilation sont pertinentes, notamment la norme allemande pour les surfaces de ventilation et de climatisation, VDI 6022, partie 4 ( 72 ). Cela spécifie des dénombrements de 25 à 100 CFU / 25 cm ² comme «limite», tandis que les surfaces avec des comptes> 100 CFU / 25 cm ² nécessitent une action ou un remplacement immédiat.

Un masque chirurgical jetable a une surface unique de CA. 230 cm ² ( 73 ), ce qui signifie que dans notre pire cas (2,85 × 10 ⁵ CFU / masque = 3,09 × 10 ⁴ CFU / 25 cm ²), la limite supérieure de VDI 6022 a été dépassée par ca. 310 fois (moyen 46 fois) ( tableau 1 ). Les valeurs d’une étude comparable montrent un dépassement de 166 fois avec des masques de coton ( 38 ); Une autre étude, pour les agents de santé avec des masques chirurgicaux portés pour une période non spécifiée, a indiqué> 2 000 fois dépassement ( tableau 2 ) ( 44 ). Il convient d’ajouter que la charge bactérienne d’un masque se trouve directement devant les voies respiratoires alors que l’évent d’un système de climatisation se trouve généralement à plusieurs mètres.

Les exigences EN 14683 pour les nouveaux masques ont également été largement dépassées pour les articles usés ( tableau 2 ), sur la base des poids de ca. 3 g pour un masque chirurgical et 4 g pour les masques N95 / FFP2 ( 74 ); Le dépassement de cette exigence était évident même pour les masques non portés ( tableau 1 ).

La lourde contamination générale des masques usés était encore démontrable par coloration au bengale rose ( figure 2 ).

Bactéries détectées: implications cliniques potentielles

L’étude microbiologique du masque utilisée a été principalement des staphylocoques cutanés à la coagulase et des bactéries du sol formant des endospores ( Bacillus spp.) Sur utilisée ( figure 3 ). Cette prédominance des staphylocoques est conforme à d’autres études sur les masques de visage contaminés dans la population générale et les travailleurs de la santé ( 42 , 44 , 64 – 66 , 68 ). Un masque (n ° 5) a été contaminé par S. aureus , un agent pathogène bien connu et polyvalent ( figure 3 ; tableau 1 ) ( 75 – 78 ). Jusqu’à 30% de la population transporte S. aureus nasal sans symptômes ( 79 ), mais avec un risque accru d’auto-infection ( 75 ). La contamination contingente des masques peut faciliter la diffusion de S. aureus et, une infection cutanée plausiblement ( 75 ). Une association entre le transport nasal et la contamination chirurgicale et chirurgicale ainsi que le masque KN95 a été montrée précédemment pour S. aureus et même pour les non-porteurs, l’organisme a été fréquemment détecté sur les masques KN95 ( P = 0,04, test exact de Fisher) impliquant des sources exogènes de contamination (mains, environnement et gouttelettes externes contenant des flux d’air, etc.) ( 75 ). À l’appui de cela, certains auteurs notent que S. aureus contamine sur les surfaces externes et internes des masques ( 75 ).

Plusieurs auteurs ont associé l’utilisation des éruptions cutanées masques du visage, certaines impliquant S. aureus ( 80 ), y compris une nouvelle occurrence ou une exacerbation de l’acné, de la rosacée et de la dermatite séborrhoéique ( 81 ). D’autres auteurs notent l’enrichissement du microbiote des yeux normaux avec S. aureus de la respiration et des gouttelettes expirés tout en portant un masque contribuant au développement de l’inflammation des paupières (Chalazion) ( 82 , 83 ) et des infections de la cornée ( 84 ), également des infections pour les yeux plus profonds Dans le contexte des traitements (endophtalmiste après vitrectomie) ( 85 ). Il existe également des preuves que S. aureus peut augmenter la réplication du virus SARS-COV-2 de 10 à 15 fois ( 86 ), bien que cela semble plus pertinent dans le nez supérieur que sur un masque, où le virus est peu probable être reproduit.

Parmi d’autres staphylocoques, nous avons trouvé principalement S. epidermidis ( figure 3 ). D’une part, c’est un composant normal et inoffensif du microbiote cutané; De l’autre, cela peut être un danger pour les individus vulnérables immunodéprimés ( 87 – 89 ). Même chez les individus en bonne santé, les staphylocoques coagulases négatives, à grande abondance, peuvent contribuer à des affections cutanées inflammatoires telles que la dermatite atopique et l’acné vulgaris ( 58 , 90 – 92 ) avec des preuves que le port d’un masque a considérablement augmenté l’incidence de l’acné en particulier ( 93 – 101 ).

Nous avons également trouvé Bacillus spp. dans les masques, y compris les espèces qui produisent des entérotoxines ( 59 ). Bien que la croissance bactérienne des masques puisse être possible (voir ci-dessous), nous n’avons vu aucune preuve que la croissance a atteint les niveaux – typiquement> 10 ⁶/ G – associé aux toxines dans les aliments ( 102 ). De plus, les porteurs (sauf peut-être les enfants) sont peu susceptibles de mâcher leurs masques, ce qui signifie que ces organismes peuvent être rejetés comme un risque.

Revue de la littérature sur la contamination du masque

Notre revue de la littérature a montré que tous les types de masques pertinents (chirurgicale, N95, tissu) deviennent de plus en plus contaminés par des micro-organismes pendant l’usure ( tableau 2 ; figure 5 ) ( 38 , 40 , 41 , 46 , 65 , 67 , 71 ).

Figure 5

Figure 5 . Dépendance temporelle de la contamination du masque facial pendant l’usure, en fonction des données de la littérature ( tableau 2 ). Les diagrammes indiquent l’association entre le CFU / masque et la durée d’usure, sur la base des valeurs moyennes de trois publications ( 41 , 46 , 67 ). S’ils sont inclus dans les études primaires, les écarts-types sont également montrés. Yang et al. a étudié les surfaces intérieures des masques portés par la population générale, tandis que Liu et al. et Checkchi et al. a examiné les couches extérieures de masques portés par HCW.

The literature reports contamination by bacteria of the genera Acinetobacter, Bacillus, Escherichia (specifically, E. coli , a faecal organism), Enterobacter, Enterococcus (another faecal organism), Klebsiella (including K. pneumoniae ), Micrococcus, Pseudomonas, Staphylococcus (including S. aureus ) et Streptococcus et par des champignons des genres Aspergillus, Alternaria, Candida, Cadosporium, Microsporum et Mucor ( tableau 2 ). Ces organismes sont nourris par la salive humaine, le biofilm oral nébulisé et les condensats de la respiration expirés, créant une préoccupation de biosécurité sous-estimée.

Dans la population générale, la contamination du masque interne dépasse généralement l’extérieur pour les bactéries – et peut-être, bien que cela varie selon l’étude – en outre pour les champignons ( tableau 2 ) ( 63 , 70 ). Pour les travailleurs de la santé utilisant des masques chirurgicaux, en revanche, la contamination externe dépasse la contamination interne à la fois pour les bactéries et les champignons ( p <0,001) ( 42 , 44 , 64 ) et corrélé avec la qualité de l’air microbiologique dans les domaines où ces employés travaillaient ( 42 ). Pour les masques N95, cependant, la contamination bactérienne interne apparaît plus élevée que dans les établissements de soins de santé ( 68 ). De plus, la contamination bactérienne totale des masques N95 usés a dépassé celui des masques chirurgicaux usés de manière similaire ( 68 ).

La contamination fongique est observée jusqu’à 70 à 88% des masques utilisés ( 70 , 71 ), et peut également être plus élevé à l’intérieur de l’extérieur du masque ( 70 ). Cela est surprenant, étant donné que les champignons doivent provenir de l’extérieur du masque ( 63 ).

Une comparaison du nombre de masques faciaux bactériens maximaux pour les travailleurs de la santé et la population générale, en fonction des données du tableau 2 et des temps de port / utilisation entre 5 min et 3 jours, ont montré une grande variance des données en raison de la variance des temps de port et des utilisateurs et environnementaux Facteurs. Il y a une tendance à des charges bactériennes plus élevées dans la population générale ( tableau 2 ). Ces résultats peuvent refléter une utilisation plus large et prolongée dans la population générale ( 7 , 8 ). En raison du petit nombre d’études similaires, une évaluation statistique méta-analytique n’a pas été effectuée.

Contamination du masque en face – facteurs de contribution

Les masques sont une bonne matrice pour l’accumulation microbienne et, potentiellement, la croissance, la conservation d’une température supérieure à ambient ( 103 – 107 ), l’humidité et les débris riches en nutriments ( 38 – 41 , 45 , 108 ). Outre les substances aspirées de l’extérieur, les nutriments comprennent des protéines expirées et autres débris, des cellules épithéliales exfoliées et mortes. Les gouttelettes de condensation dans le souffle expiré contiennent des métabolites, des sels, des lipides et des protéines non volatils ainsi que des bactéries et des virus intacts et dégradés ( 109 ). Cette richesse organique a été visualisée dans notre coloration aux roses du Bengale. La croissance, plutôt que la simple survie ( 38 , 39 , 41 , 45 , 108 , 110 ) des colonies bactériennes et fongiques est révélée par microscopie électronique à balayage des masques faciaux (FFP2) usée pendant plusieurs heures ( 40 ).

L’espace mort des masques N95 rigides offre un environnement humide et humide ( 103 ) avec une humidité relative de 1,5 à 2,6 fois plus élevée que l’extérieur ( 41 ) augmentant à 100% après 60 min d’utilisation ( 40 ). Cela peut créer un terrain reproducteur particulièrement attrayant pour les bactéries ( 41 ) expliquant les résultats (ci-dessus) que les masques N95 deviennent plus fortement contaminés que les masques chirurgicaux et que, dans les soins de santé, la contamination interne a dépassé externe, inversant le modèle observé pour les masques chirurgicaux ( 68 ).

Les micro-organismes piégés et incubés dans le masque peuvent être distribués au porteur, à l’environnement et à d’autres ( 16 , 111 – 113 ). Si la fuite, en raison d’un défaut ou d’un mauvais ajustement, affecte 1% de la zone du masque, l’efficacité de filtration est réduite de 50%; Si l’écart est de 2% de la zone du masque, l’efficacité est réduite de 75% ( 114 ). De plus, l’efficacité de filtration d’exhalation est significativement inférieure à l’efficacité de filtration théorique – étant respectivement de 12,4 et 46,3% pour les masques chirurgicaux et N95 ( 115 ). Dans les salles d’opération, la durée de port recommandée est limitée à quelques heures ( 116 ) car les masques chirurgicaux perdent leur efficacité au fil du temps ( 117 ). Alors qu’un masque frais a presque complètement empêché la contamination bactérienne d’une plaque d’agar maintenue à 10 à 12 cm de la bouche, cette efficacité a été mesurablement réduite dans les 30 minutes et négligeable après 2 h ( 118 ). Cette brève période d’efficacité de filtration a été encore réduite si le masque était mal ajusté ( 114 , 119 ) ou mouillé ( 119 ).

La pénétration des micro-organismes entre les couches du masque est possible, par l’action capillaire en fonction de l’humidité et des organismes spécifiques entre autres facteurs ( 120 ). À son tour, peut faciliter la formation de minuscules gouttelettes chargées d’organisme. Ceux-ci peuvent ensuite être projetés ou inhalés à chaque respiration ( 16 , 111 , 114 , 115 , 121 – 123 ). Dans ce contexte, nous soulignons la respiration à prédominance orale tout en portant un masque ( 16 , 124 ), contrairement à la respiration normale sans entrave, qui est largement via le nez, avec une plus grande filtration. La respiration orale augmente le danger d’inhaler directement les micro-organismes du masque dans les voies respiratoires plus profondes ( 125 ). Dans une étude humaine avec un aérosol radiomarqué et des diamètres de particules moyens de 4,4 μm (plage de 3,8 à 5,1 μm) ont trouvé une forte augmentation du dépôt dans les poumons (+ 37%) lors de la respiration par rapport à via le nez (75% Vs. 38%) ( 126 ). De plus, les masques – et en particulier le type N95 – la clairance muciliaire naturelle des voies respiratoires supérieures, améliorant davantage l’inhalation et la distribution des bactéries ( 127 ).

Enfin, dans le contexte, les masques faciaux contiennent des plastiques, auxquels les micro-organismes peuvent s’adsorber ( 40 , 128 ). Par conséquent, ainsi que des aérosols, les micro-particules en plastique peuvent également être libérées par des masques ( , 129-133 ) agissant comme porteurs pour la distribution des bactéries pathogènes et des champignons ( 134 ). Fait intéressant, il n’y a pratiquement pas de surface ou de matériau, pas même la peau nue, qui garantit une telle survie et une préservation à long terme de l’infectivité pour les virus comme le réseau plastique-polypropylène des masques, dans lequel les virus SARS-COV-2 sont stockés et restent contagieux jusqu’à 2 semaines, même lorsqu’ils sont séchés ( 135 ).

Contamination du masque de visage – implications cliniques potentielles

Dans une étude transversale pré-cuve sur 710 individus, le port (pour des raisons religieuses) de revêtements faciaux en tissu par les femmes saoudiennes, tirés de la population générale, a été associé à des incidents statistiquement accrus de «rhume» et d’asthme (17) ( 17 ) . Ailleurs, les changements de peau physiopathologique ( 136 ) étaient associés à la port de masques dans la population générale et les travailleurs de la santé ( 137 , 138 ). Plusieurs auteurs ont trouvé des changements dans la métabolomique cutanée, avec un risque accru de perturbation et d’inflammation des barrières, en raison de dysbioses du microbiome cutané ( 136 , 139 , 140 ) conduisant – ou favorisant le développement de la dermatite atopique et de l’acné vulgaris ( 139 ). Dans le contexte, les respirateurs N95 ont provoqué un trouble plus important que les masques chirurgicaux ( 139 ).

Les conditions oculaires ont également été associées à l’utilisation du masque ( 82 – 85 , 121 , 141 – 145 ), tandis qu’Islam et al. ont trouvé des preuves indirectes de changements dans le microbiome oral ( 146 ). Sukul et al. Changements dans le microbiome intestinal (altérations métaboliques) ( 19 ) tandis que Xiang et al. a trouvé le changement des communautés microbiennes nasales après un usage de masque prolongé ( 110 ). Enfin, les masques de visage sont mentionnés comme facteurs possibles derrière une augmentation des cas de mucormycose pendant la pandémie Covid-19, en particulier chez les individus immunodéprimés ou autrement vulnérables ( 70 , 71 , 147 ).

Pratiques pour minimiser la contamination microbienne

Il y a des considérations générales pour l’utilisation de masques faciaux dans n’importe quelle situation, ainsi que des conseils officiels sur leur utilisation appropriée ( 16 , 129 , 148 ). La minimisation de la contamination microbienne est essentielle pour assurer leur utilisation sûre, en particulier dans les soins de santé. L’OMS recommande d’éviter de toucher la surface du masque, également que les masques doivent être stockés dans un endroit propre et sec des contaminants potentiels ( 6 ). Les masques jetables doivent être supprimés après chaque utilisation et non réutilisés. La formation doit être dispensée sur la façon de mettre et de retirer des masques afin d’éviter la propagation microbienne et l’auto-infection. L’OMS recommande en outre de nettoyer les mains avant de toucher un masque (avant et après le retirer). Lorsque le masque est retiré, il doit être stocké dans un sac en plastique propre ou éliminé dans une poubelle de déchets ( 6 ).

Dans certaines situations, un bouclier facial peut être utilisé conjointement avec des masques pour fournir une barrière supplémentaire contre la contamination. Enfin, le masque doit être porté aussi court que possible, non seulement pour des raisons microbiologiques (contamination dépendante du temps du masque facial pendant le port), mais aussi pour des raisons toxicologiques et physio-métaboliques ( 14 , 129 ).

Il est évident que de grandes sections de la population, y compris les enfants, ne sont pas en mesure de suivre ces instructions complexes de manière adéquate et cohérente ( 148 ). Les alternatives aux masques doivent être recherchées et priorisées (par exemple, les systèmes de ventilation, les mesures d’hygiène et autres).

Résultats en contexte

Bien avant la pandémie, les masques faciaux sont devenus largement utilisés dans les soins de santé en médecine (notamment la chirurgie) et dans certaines industries manufacturières ( 16 , 149 – 151 ), visant à prévenir ou à minimiser l’infection ou la contamination ( 8 , 14 , 73 , 151 – 159 ). Néanmoins, leur efficacité dans les milieux de santé a été discutable bien avant 2020 ( 160 ) et leur rôle dans l’opération reste controversé ( 161 ). Compte tenu de cette histoire, il y a eu étonnamment peu de recherches sur les effets de l’utilisation à long terme des groupes professionnels. Bien que les masques filtrent les débris plus grands et les gouttelettes d’aérosols de l’air, ils comportent les risques microbiologiques décrits ici avec des dommages toxicologiques, physiologiques, psychologiques et sociologiques ( 14 , 16 , 18 – 35 , 129 , 162 ).

Les risques et les avantages d’exiger l’utilisation du masque par les populations doivent être pesés par des points de vue éthiques et médicaux ( 13 , 14 , 16 , 163 , 164 ). Pour que les masques soient exigés, les effets secondaires et les risques doivent être inférieurs au risque de ne pas porter de masque. Une évaluation de Cochrane standard en or, basée sur des essais cliniques ( 12 ) n’a trouvé aucune preuve substantielle d’efficacité dans la prévention des infections respiratoires virales et une étude récente, bien qu’avec plusieurs facteurs de confusion possible -19 Infection ( 165 ). D’un autre côté, les dommages potentiels sont nombreux ( 2 , 3 , 5 , 14 – 16 , 19 – 23 , 36 , 37 , 166 – 172 ). Ils comprennent les MIES ( 16 ), les altérations nocives de gaz sanguin ( 14 , 19 ) et les risques microbiologiques potentiels décrits ici. Les masques ne doivent pas être obligatoires pour la population générale compte tenu de cet équilibre des preuves contre leur utilisation. Ces points ont été soulevés par de nombreux scientifiques ( 14 , 16 , 17 , 36 , 37 , 129 , 166 , 173 – 175 ), y compris les principaux experts en respiration ( 176 ).

Limitations et forces

Les forces de notre article sont l’utilisation d’une méthode précise – séquençage d’ARNr 16S – pour identifier les bactéries trouvées. De plus, nous avons entrepris un aperçu de la littérature systématique et discutons des résultats des perspectives microbiologiques et cliniques holistiques. Les masques collectés dans notre étude ont été fournis par des individus aléatoires au cours de la vie quotidienne, représentant un échantillon de population générale réaliste. Coloration au Bengale de la rose visualisée de manière frappante une contamination approfondie. À la fois, notre taille limitée de l’échantillon et notre revue de littérature rapide ne doivent être considérées que comme une évaluation pilote, avec une analyse plus approfondie nécessaire. En raison du petit nombre d’études de la même conception, une méta-analyse n’a pas été réalisée. La force de cette revue est plutôt qualitative, cataloguant la vaste littérature scientifique publiée par de nombreux scientifiques dans le monde sur plusieurs décennies, démontrant des preuves expérimentales de la contamination du masque facial et de ses risques.

Conclusion

Notre étude expérimentale et la littérature publiée montrent que les masques faciaux accumulent des micro-organismes, y compris les pathobiontes ( tableaux 1 , 2 ) ( 38 , 41 , 42 , 44 , 46 , 63 – 71 , 177 ), avec une charge microbienne jusqu’à plusieurs centaines de fois supérieur à la limite de VDI 6022 standard allemande pour les surfaces des systèmes de ventilation ( 72 ) et les exigences EN 14683 pour les masques inutilisés. La contamination augmente avec le temps de port prolongé ( figure 5 ) ( 38 , 41 , 46 , 65 – 67 , 70 , 71 ) et est plus élevé pour N95 que les masques chirurgicaux ( 68 ). La plupart des contamination ont été avec des staphylocoques, y compris parfois le pathogène S. aureus .

En termes simples: (i) Le masque agit comme un piège à filtre avec des bactéries s’accumulant sur ses surfaces externes et internes; (ii) le masque agit ensuite comme un «incubateur microbiologique» à l’entrée des voies respiratoires; (iii) Les micro-organismes peuvent se développer dans le masque, nourris par des débris cutanés, du mucus et du «condensat expiré» ( 16 , 38 , 39 , 41 , 45 , 108 – 110 ). Ces organismes / agents pathogènes piégés peuvent alors être inhalés, favorisant l’infection des voies respiratoires ( 17 , 37 ) ou, lorsqu’ils sont distribués via des flux d’air ( 111 , 114 , 115 , 122 , 142 , 143 , 178 , 179 ) l’œil ( 82 – 85 , 121 , 142 ). De plus, le microbiome cutané est perturbé, conduisant ou promouvant d’autres infections et conditions allergiques ( 38 , 77 , 110 , 140 , 180 ).

Enfin, les micro-organismes accumulés peuvent être distribués par fuite ( 111 , 114 , 115 ), amplifiés par l’effet d’atomiser du masque ( 14 , 16 , 122 , 181 , 182 ).

Une analyse de Cochrane, basée uniquement sur le plus haut niveau de preuve, n’a trouvé aucune preuve que les masques réduisaient la propagation des infections virales respiratoires dans la population générale ( 12 ). D’un autre côté, leurs préjudices, au-delà des personnes étudiées ici, sont claires. Ils entravent la communication ( 32 – 34 , 94 , 183 – 188 ). Ils entravent l’apprentissage, en particulier pour les enfants ( 2 , 3 , 5 , 14 , 26 , 35 , 148 , 162 , 171 , 174 , 177 , 189 ). Ils sont associés à une hypoxémie transitoire (diminution du sang O ₂ ), hypercarbia transitoire (augmentation du sang CO ₂ ) ( 14 , 16 , 19 , 21 – 23 , 171 , 172 ). Ils nient le porteur de l’individualité la plus fondamentale – de montrer leur visage ( 26 , 27 , 30 – 34 , 162 , 189 ). Leur imposition à long terme est particulièrement nocive pour les membres vulnérables de la population ( 14 , 16 , 19 ). Des articles scientifiques récents indiquent des problèmes toxicologiques via l’inhalation de particules plastiques et des composés organiques cancéreux provenant du matériau du masque ( 14 , 18 , 129 , 133 ).

En bref, les effets indésirables des masques sont clairs ( 2 , 3 , 5 , 16 , 18 , 19 , 23 , 36 , 129 , 166 – 172 , 190 ), tandis que l’effet antiviral protecteur dans les scénarios réel reste douteux ( 12 – 15 , 165 , 175 , 191 – 209 ). Compte tenu de cela, ainsi que les problèmes de contamination microbiologique mis en évidence, les lois et les exigences de masquage ne répondent pas à l’éthique médicale de base de «ne pas de mal». Les lois et les mandats exigeant une utilisation du masque en conséquence n’ont pas de place valable dans la gestion pandémique respiratoire.

Énoncé de disponibilité des données

Les ensembles de données présentés dans cette étude se trouvent dans les référentiels en ligne. Les noms du référentiel / des référentiels et des numéros d’adhésion se trouvent dans l’article / matériel supplémentaire .

Contributions des auteurs

KK: Conceptualisation, conservation des données, analyse formelle, acquisition de financement, enquête, méthodologie, administration de projet, ressources, logiciels, supervision, validation, visualisation, écriture – brouillon original, écriture – revue et montage. BW: Conceptualisation, conservation des données, analyse formelle, enquête, acquisition de financement, méthodologie, ressources, logiciels, supervision, validation, visualisation, écriture – brouillon original, écriture – revue et montage. AZ: Curration des données, enquête, visualisation, écriture – brouillon original, rédaction – revue et montage. DL: Analyse formelle, enquête, supervision, validation, rédaction – Braft original, rédaction – revue et montage. AJ-K: Conceptualisation, conservation des données, analyse formelle, acquisition du financement, enquête, méthodologie, administration de projet, ressources, logiciels, supervision, validation, visualisation, écriture – brouillon original, rédaction – revue et montage.

Financement

Les auteurs déclarent que le soutien financier a été reçu pour la recherche, la paternité et / ou la publication de cet article. La publication de cet article a été partiellement financée par l’Université de Gdansk.

Remerciements

Nous tenons à remercier le Dr Jadwiga Gronczewska du Département de génétique évolutive et de biosystème de l’Université de Gdańsk, en Pologne, pour son précieux soutien technique sur ce projet. Nous remercions également le Dr Bermpohl, hygiéniste et microbiologiste, et l’ophtalmologiste et physicien Mphys, le Dr Mengedoht (Gütersloh, Allemagne), qui ont inspiré des parties du manuscrit.

Conflit d’intérêts

Les auteurs déclarent que la recherche a été menée en l’absence de relations commerciales ou financières qui pourraient être interprétées comme un conflit d’intérêts potentiel.

Note de l’éditeur

Toutes les réclamations exprimées dans cet article sont uniquement celles des auteurs et ne représentent pas nécessairement celles de leurs organisations affiliées, ou celles de l’éditeur, des éditeurs et des examinateurs. Tout produit qui peut être évalué dans cet article, ou réclamation qui peut être fait par son fabricant, n’est pas garanti ou approuvé par l’éditeur.

Matériel supplémentaire

Le matériel supplémentaire de cet article peut être trouvé en ligne sur: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpubh.2024.1460981/full#supplementary-material

Notes de bas de page

1. ^ Http://www.geospiza.com

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