水泥基表面作为可持续地板解决方案对猪蛔虫卵清除与灭活效果的研究

《PLOS Pathogens》：Investigating cement-based surfaces as a sustainable flooring solution to improve Ascaris Suum egg removal and inactivation in low-resource settings

本研究首次系统评估了水泥基地板（包括传统砂浆和可持续的粉煤灰砂浆）对猪蛔虫（Ascaris suum）卵的清除效率与存活动力学。结果表明，拖地可清除95.6%的活卵（p=0.51，两种地板无显著差异）；卵的灭活率常数（k）在34°C（模拟湿季）为0.15 day-1，而在15°C（模拟干季）无显著灭活（p=4.2×10-25）。研究通过文献综述发现水泥表面卵的灭活时间与液体/半固体基质相似，支持粉煤灰砂浆作为低碳替代材料在低收入国家（LMICs）干预蛔虫传播的可行性。

　　

摘要

土壤传播蛔虫（如人蛔虫Ascaris lumbricoides）是低收入和中等收入国家（LMICs）疾病负担的重要来源。本研究以猪蛔虫（Ascaris suum）作为人蛔虫替代物，评估了两种水泥基表面（传统砂浆与含25%粉煤灰的可持续砂浆）对虫卵的清除与灭活效果。通过模拟孟加拉国干季（15°C）和湿季（34°C）条件，发现拖地可平均清除95.6%（SD=4.0%）的活卵，且两种地板无显著差异（p=0.51）。虫卵的一级灭活率常数（k）总体为0.029 day^-1，在34°C时显著升高（p=4.2×10^-25），而在15°C时无显著灭活。文献综述表明，水泥表面虫卵的灭活时间与其他基质相似。结果支持粉煤灰砂浆作为可持续替代材料用于减少蛔虫传播的干预措施。

引言

蛔虫感染在LMICs尤为普遍，其中人蛔虫在孟加拉国所有64个地区均呈地方性流行，对儿童和育龄妇女危害显著。家庭土壤地板是蛔虫卵的重要储存库，而驱虫治疗后的再感染率高达68%。尽管水、环境卫生和个人卫生（WASH）干预措施被广泛应用，但其效果不一致。将土壤地板替换为水泥基地板可能通过移除环境储库降低暴露风险，但水泥生产带来的二氧化碳排放问题亟待解决。使用粉煤灰部分替代水泥可减少碳排放，但其对蛔虫卵存活和清除的影响尚不明确。本研究旨在填补这一知识空白，评估水泥基表面对蛔虫卵的清除效率和灭活动力学。

方法

水泥基瓷砖制备

实验使用两种砂浆瓷砖：传统普通波特兰水泥（OPC）砂浆和含25% F级粉煤灰的OPC砂浆。瓷砖按ASTM C192标准制作，湿养护7天后空气养护至少28天。每块瓷砖划分为4个象限，部分瓷砖经高压灭菌后重复使用。

虫卵来源与处理

猪蛔虫卵购自Excelsior Sentinel公司，储存于4°C的0.1N硫酸溶液中以防霉。虫卵悬浮液均匀接种于瓷砖象限（每象限9 cm2），干燥后进行实验。

实验设计

清除实验模拟拖地操作，使用湿棉布擦拭表面，比较擦拭前后活卵数量（n=26组/地板类型）。存活实验在15°C和34°C（相对湿度均为75%）条件下进行，于0、2、14、28天取样（n=13组/条件）。虫卵通过冲洗法回收，并在26°C黑暗环境中培养32-35天后，通过显微镜按16个发育阶段分类计数。存活率通过一级动力学模型（k值）评估。

数据分析

使用R语言和G*Power进行统计分析。清除率通过t检验比较，k值通过方差分析（ANOVA）比较，显著性水平设为α=0.05。

文献综述

系统检索截至2024年12月16日的文献，筛选涉及蛔虫卵在不同温度和基质中存活的研究，提取或计算99%灭活时间。

结果

清除实验

拖地对两种水泥地板活卵的清除率分别为95.2%（粉煤灰砂浆）和95.9%（传统砂浆），无显著差异（p=0.51）。虫卵回收率平均为34%，且不受地板类型影响（p=0.10）。

存活实验

在34°C条件下，虫卵k值显著大于零（粉煤灰砂浆：0.15 day^-1，传统砂浆：0.13 day^-1），而在15°C时k值与零无显著差异。28天后，34°C和15°C下的活卵平均减少率分别为59.2%和25.5%。发育阶段分类计数得到的k值显著低于传统计数方法（p=2.4×10^-8），表明后者可能低估存活卵数。

文献综述

共纳入26项研究，涵盖液体、半固体和固体基质。在34°C下，水泥表面达到99%灭活需29-33天，而在15°C下超过3000天。灭活时间与温度呈负相关（R2=0.45），回归方程为log₁₀(t₉₉)=?0.045T+2.72。

讨论

本研究首次量化了水泥基表面对蛔虫卵的清除和灭活效应。拖地能有效清除虫卵，但残留卵可能污染清洁工具，导致交叉污染风险。虫卵在水泥表面的灭活速率与其它基质相似，表明水泥地板的优势可能在于便于清洁而非加速灭活。粉煤灰砂浆与传统砂浆在虫卵处理方面无差异，支持其作为可持续材料在公共卫生干预中的应用。实验中有机物负载（3.6 g/m2）高于实际家庭水平（0.2 g/m2），可能高估了虫卵存活率。未来研究需关注虫卵在清洁工具上的存活及实际环境中的传播风险。

结论

水泥基地板（包括粉煤灰砂浆）能有效清除蛔虫卵，且虫卵灭活受温度显著影响。研究结果为LMICs采用可持续地板干预蛔虫传播提供了实验依据，并可为定量微生物风险评估提供参数。