EffectivenessofMasksandRespiratorsAgainstRespiratoryInfectionsinHealthcareWorkers:ASystematicReviewandMeta-Analysis

VittoriaOffeddu,CheeFuYung,MabelSheauFongLow,andClarenceCTam

Highlights

1.我们医院环境中普遍使用医用口罩作为减少感染的措施

2.我们的分析证实了医用口罩和N95呼吸器对SARS的有效性。

3.在医院环境中使用N95呼吸器或医用口罩都能使SARS风险降低多达80％。

4.对于病毒性呼吸道传染病，没有证据证实N95呼吸器相比医用口罩有更多优势。

5.虽然没有证据证实N95有更多优势，但这可能表明的是这些研究的统计效力不足，而不是缺乏更好的保护作用。

译者个人观点：目前对新型冠状病毒肺炎的抗疫一线仍然面临医用防护设备短缺的情况。有较多一线人员缺乏N95防护口罩等个人防护装备。这项系统回顾的结果表明，对于呼吸道病毒性传染病，医用口罩仍可提供与N95接近的防护效果。因此在缺乏N95防护口罩时，可以选择医用外科口罩作为替代。但在另一方面，虽然其没有证实这两者防护效果之间存在统计学差异，但这可能表明这些研究的统计效力不足而非缺乏更好的保护作用。因此个人认为在有条件的情况下，仍应首选N95防护口罩进行个人防护。对于非一线人员，N95防护口罩佩戴时的主观不适、缺乏专业训练以及较低的依从性与更高的经济负担，以及在全国性的口罩短缺的背景下，不建议使用N95防护口罩作为非一线工作人员和普通民众的个人防护。

Abstract

这项系统回顾和Meta分析量化了口罩和呼吸器对医护人员呼吸道感染的保护作用。相关文章来自Pubmed，EMBASE和WebofScience。进行Meta分析以合并估算。对随机对照试验(RCT)的Meta分析表明，口罩和呼吸器对临床呼吸道疾病(CRI)(相对危险度[RR]=0.59;95%置信区间[CI]:0.46–0.77)和流感样疾病(ILI)(RR=0.34;95%CI:0.14–0.82)具有保护作用。与口罩相比，N95呼吸器对临床呼吸道疾病(RR=0.47；95％CI：0.36-0.62)和实验室证实的细菌感染(RR=0.46；95％CI：0.34-0.62)具有更好的防护作用，但对病毒感染或ILI却没有更好的作用。对观察性研究的Meta分析提供了口罩(OR=0.13；95％CI：0.03-0.62)和呼吸器(OR=0.12；95％CI：0.06-0.26)对严重急性呼吸综合征(SARS)的保护作用的证据。这项系统回顾和Meta分析支持在临床使用呼吸道防护措施。但是，现有证据较弱，研究内部和研究之间的发现存在不一致性。在流行病发生时期以外进行具有标准化协议的多中心随机对照实验(RCT)，将有助于阐明在何种情况下有必要使用口罩或呼吸器。

Introduction

新型呼吸道病原体的出现，例如严重急性呼吸道综合症(SARS)–SARS-CoV[1]和甲型H1N1流感(pH1N1)[2]凸显了医护人员(HCW)在面对呼吸道感染时的脆弱性[3]。非疫苗干预措施，例如呼吸系统个人防护装备（rPPE），对于在无法获得疫苗接种或特定抗感染治疗时降低呼吸道感染的职业风险尤为重要[4]。

医用口罩[5]可帮助保护使用者免受较大的飞沫[6,7]的伤害。它们的厚度和滤过效率各不相同，没有被证实能够保护使用者免受空气传播病原体的感染[6]。N95呼吸器经过专门设计，可保护使用者免受空气中的细小颗粒物的影响，包括气溶胶[6,7]。严格的法规规定了N95呼吸器的过滤效率和呼吸阻力，但这也需要使用者进行适合性测试，以确保使用者面部周围的气密性[7]。

当前在医疗机构中使用rPPE的指南基于有限的支持其有效性的证据[4]。由于难以确保使用者的依从性以及评估针对低发病率结果的有效性的统计能力有限，研究rPPE有效性的研究具有挑战性。因此，结果往往不一致，导致国际指南不一致[8,9]或与临床推荐相矛盾[10,11]。

先前的综述讨论了rPPE在社区和医疗机构中的性能，但没有量化其保护作用[8,12]。最近的一项Meta分析比较了N95呼吸器和医用口罩的有效性，但没有将其与“无口罩”对照的有效性进行比较[13]。该信息对于评估高风险手术过程中常用口罩使用策略相对于目标rPPE使用策略的效力至关重要，因为常用策略在佩戴者主观不适和护理质量方面具有明显的劣势。

另外，在资源匮乏的环境中，N95呼吸器相对于医用口罩的优越性可能仅具有有限的实际意义，在这种情况下，N95呼吸器所需的经济负担可能令使用者或机构无法承受，并且无法获得进行呼吸器适合性测试、调节和认证的资源[9]。最后，没有综述量化rPPE对不同病原体的有效性，他们在不同情况下的防护效率可能存在区别，因为病毒和细菌或其它病原体的传播方式可能不同[14,15]。

我们进行了系统回顾和Meta分析，以量化不同rPPE在降低HCW中临床和实验室确认的呼吸道疾病风险方面的有效性。此外，我们分别比较了口罩和呼吸器对细菌和病毒感染的防护作用，并将口罩使用频率作为潜在的影响因素进行了评估。本综述的主要目的是制定基于证据的临床建议，以减少医务人员呼吸道感染的职业风险。

METHODS

我们使用预定的方案（附录C）进行了系统回顾和Meta分析。

文献搜索策略

纳入内容

研究设计：已发表的，经过同行评审的随机对照试验（RCT）和观察性研究；

研究群体：医护人员；

干预措施：任何类型的rPPE；

结果：rPPE在降低临床或实验室确认的呼吸结果风险中的有效性；

设置：全球医疗保健。

排除内容

评述，综述，指南，公共新闻文章；理论模型。

附录B（表S1和S2）中提供了有关搜索策略的详细说明。

我们于年11月3日进行了文献检索。在有分歧的情况下，两位作者独立选择了研究，并咨询了第三位作者。

数据提取与文献质量评估

我们从所有纳入的研究（附录B,表S3-S12）中提取了以下数据：作者，出版年份，期刊和所在地；研究人群和干预措施的详细信息；研究设计和方法，包括随机对照试验（RCT）和统计分析；结果，结论和局限性。

我们使用了Cochrane偏倚风险工具[16]和ReviewManager5.3来评估RCT内部和各个偏倚之间的偏倚风险。改编的Newcastle-Ottawa量表用于评估病例对照，队列研究[17]和横断面研究[18]的偏倚风险。两位作者（V.O.和M.S.F.L.）独立评估研究质量，并在出现分歧时咨询了第三位作者（CCT）。

Meta分析

我们对（i）RCT和（ii）年SARS大流行期间进行的观察性研究进行了单独的Meta分析（附录B,表1）。我们根据rPPE的类型和评估的结果将不同Meta分析中的研究合并在一起（附录B,表1）。

我们使用随机森林图总结了效应大小并合并估计，使用漏斗图和不对称漏斗图的Harbord检验来评估文献发表偏倚。

我们使用优势比（OR）作为观察研究的效果量度。因为所有确定的队列研究都有固定的随访时间因此这一方案是可行的。但是，ORs可能无法近似高发病率（如医院暴发）中的相对危险度（RRs），并且可能得出有关rPPE的实际保护作用的误导性信息[19]。因此，我们使用公式RR=OR/（1-rb+（rb*OR））计算每个汇总OR的合理RR范围，其中rb是基线感染风险。根据现有的队列研究[20-22]，我们假设SARS感染的基线风险在20％至60％之间。为了使研究之间具有可比性，我们使用未经调整的统计数据进行了Meta分析。

我们使用I2统计量评估了研究之间的异质性，并针对I％和异质性P值0.05使用了随机效应模型。由于每个Meta分析的可用研究较少，因此我们没有进行Meta回归来研究影响异质性的因素。使用Stata12版（StataCorporation）进行统计分析。

Result

我们从这三个数据库中检索了篇独立的文章，并从参考文献列表中检索了31种潜在的相关文章（图1）。在篇符合条件的全文文章中，有篇符合我们的排除标准。最终，我们纳入了6个RCT（表S3）和23项观察性研究（表S4-S12）。我们没有发现文献发表偏倚的证据（图S2）。

图1.文献检索和收录过程摘要。

随机对照试验（RCT）

根据rPPE的类型和评估的结果，我们在不同的Meta分析中使用5个RCT的组合[23-27]（附录B，表1）。我们排除了一项具有高偏倚风险的研究[28]（图S1）。

持续使用个人呼吸防护设备与不使用个人呼吸防护设备

两项RCT将连续佩戴rPPE的医护人员与不佩戴rPPE的对照者[24]或常规防护[23]进行了比较。在整个工作时间内均佩戴医用口罩或N95呼吸器可有效预防自我报告的临床呼吸道疾病（CRI）（RR=0.59;95％CI：0.46-0.77）（图2A）和流感样疾病（ILI）（RR=0.34；95％CI：0.14-0.82）（图2B）。Meta分析表明，rPPE对实验室确诊的病毒感染（VRI）有保护性，但没有统计学差异（RR=0.70；95％CI：0.47-1.03）（图2C）。

图2.对RCT的Meta分析评估了医用口罩和N95呼吸器对临床和实验室确认的呼吸道感染的防护作用

N95呼吸器vs医用口罩

四个RCT比较了N95和医用口罩对经不同临床或实验室确认呼吸道疾病的保护作用[24-27]。其中，有3个RCT[24-26]规定rPPE在整个工作时间内使用。与医用口罩相比，N95呼吸器可提供针对自我报告的临床呼吸道疾病的显著防护（RR=0.47；95％CI：0.36-0.62）（图3A），但抗流感样疾病的优势有限（RR=0.59；95％CI：0.27–1.28）（图3B）。

图3.对RCT进行的Meta分析，比较了N95呼吸器和医用口罩对临床呼吸道感染的保护作用

Meta分析表明，N95呼吸器相对于医用口罩在实验室确认的上呼吸道细菌感染（BRI）方面具有统计学上的显著优势（RR=0.46；95％CI：0.34-0.62）（图4A），但在实验室确认的流感（RR=0.84；95％CI：0.36-1.99）（图4B）或其他病毒感染（RR=0.78；95％CI：0.54-1.14）方面没有明显优势（图4C）。

图4.对RCT进行的Meta分析，比较了N95呼吸器和医用口罩对实验室确诊的呼吸道感染的防护作用。

观察性研究

大多数观察性研究评估了rPPE在对暴发高危传染病患者护理期间的有效性。我们没有排除任何基于质量评价的文章（附录B，表S21-S23），而是在讨论中总结了它们的局限性。

SARS

8项病例对照[29-36]（表S4）和4项队列研究[20-22,37]（表S5）评估了rPPE在保护HCW免受SARS感染方面的有效性（附录B，表2）。除了一个例外[30]，该病例对照研究一致报告了医用口罩对SARS的保护作用[31,32,34]（附录B，表2）。与“无rPPE”对照相比，N95呼吸器在3个病例对照研究中的2个中提供了针对已确认的SARS-CoV感染的保护作用[32,33]；没有关于一次性口罩[29,34]，棉[35]或纸[32]口罩的抗SARS的保护作用的报道（附录B，表2）。

4项队列研究的证据尚无确定结论。两项研究在使用N95呼吸器的医务人员中报道了更低的SARS感染风险（RR=0.24；95％CI：0.08-0.71；P.）[22]，并且对实验室确诊的SARS-CoV感染具有中等保护作用（RR=0.23；95％CI：0.05）–0.93；P.）[20]（附录B，表3）。另一项研究报告称，佩戴医用口罩的医护人员减少了SARS-CoV感染的风险（RR=0.08；95％CI：0.01–0.50；P.01）[37]。有两项研究认为医用口罩或N95呼吸器对SARS均无保护作用[20，21]，但是始终佩戴两种rPPE的护士的感染率较低（RR=0.23；95％CI：0.07–0.78；P=.）（附录B，表3）[20]。

在Meta分析中，结合6个病例对照研究[29,31-34,36]和3个队列研究[20-22]（附录B，表1），rPPE的使用为暴露的HCW提供了针对SARS的显著保护（OR=0.22；95％CI：0.12-0.40）（图5A）。在基线风险为20％和60％的情况下，相应的RR分别为0.26（95％CI：0.15-0.45）和0.41（95％CI：0.25-0.63）。更具体地说，戴医用口罩（OR=0.13；95％CI：0.03-0.62）（图5B）或N95口罩（OR=0.12；95％CI：0.06-0.26）（图5C）都可以降低约80%的SARS感染的风险。医用口罩在基线风险为20％和60％时的相应RR为0.16（95％CI：0.04-0.67）和0.27（95％CI：0.07-0.80），而N95呼吸器为0.15（95％CI：0.07-0.31）和0.25（95％CI：0.14-0.47）。N95口罩和医用口罩在基线风险分别为20％和60％时在保护HCW免受SARS侵害方面没有显著差异（OR=0.86；95％CI：0.22-3.33），相应的RR为0.88（95％CI：0.26-2.27）和0.94（95％CI）：0.41–1.34）（图5D）。

图5.观察性研究的Meta分析评估了口罩和呼吸器对SARS感染的防护作用

大流行H1N1流感（pH1N1）（甲流）

八项观察性研究评估了rPPE在保护HCW抵抗pH1N1感染方面的有效性（表S6-S10）。

在疾病爆发的早期，有研究在加利福尼亚暴露于pH1N1病例的医务工作者中评估了口罩和呼吸器的有效性[38]。在没有rPPE时接触的pH1N1患者的HCW中，有21％（9/43）的HCW检测到针对pH1N1的血清转化，但戴着口罩或N95呼吸器的HCW没有一例出现对pH1N1的血清转化（表S14）[38]。

在香港进行的一项队列研究中，所有报告在患者接触期间使用医用口罩的医护人员都保持健康，而未使用任何rPPE的医护人员中有1.5％（4/）会发展为实验室确诊的pH1N1感染（表S14）[39]。

在北京进行的两项匹配的病例对照研究分别评估了口罩和N95呼吸器[40]或“高防护等级的口罩”的防护效果[41]。在一项研究中，“高防护等级口罩”降低了医护人员pH1N1流感的几率（调整后的OR=0.05；95％CI：0.01-0.35）[41]。在第二项研究中，未经调整的数据分析表明N95，医用或布口罩没有明显的保护作用（表S13）[40]。

在泰国[42]和日本[43]的两项横断面研究中，使用医用口罩或N95呼吸器与pH1N1血清阳性率无关。另外两项研究报告说，rPPE不能有效保护HCW免受实验室确认的pH1N1感染[44,45]。

一项队列研究报告说，不连续穿rPPE的医护人员pH1N1血清转化的风险增加[38]。在其他4项研究中，发现使用rPPE的依从性与pH1N1感染之间没有关联[40-43]。

DISCUSSION

随机对照实验

与不佩戴rPPE的HCW相比，在整个工作期间佩戴医用口罩或N95呼吸器的人对非特异性呼吸道感染显示了显著的保护效果。然而，由于无法掩盖干预措施（不能使用盲法），临床结果的评估是自我报告的，并且容易出现偏倚倾向。口罩或N95呼吸器对病毒感染的保护作用的证据没有统计学意义，尽管这可能表明在这些研究中统计能力不足，而不是缺乏保护作用。

与医用口罩相比，N95呼吸器对CRI和BRI的防护更大。这两个结果在这些试验中经常出现（分别为8.7％和7.3％的平均风险），但研究不足以证明N95呼吸器对流感和其他有较低发生率的疾病的优越保护作用。

应该考虑几个限制因素。首先，在任何试验中均未确定感染源。一些医务工作者可能是在社区而不是在工作场所感染的。第二，一个RCT仅要求医护人员在照顾发热患者时才佩戴rPPE[27]，而其他人则指定连续使用rPPE[23-26]。第三，我们的Meta分析包括具有不同比较组的RCT，包括通常不戴口罩的HCW样本[24、25]或遵循常规的感染控制策略，其中可能包括使用rPPE[23]。最后，RCT的数量很少，其中有4个是在中国由同一研究人员进行的，从而限制了在其他情况下的可推广性。

观察性研究

佩戴N95呼吸器能够在除了暴露于正在进行无创正压通气SARS病人房间[21]这一情景以外的大多数情况下保护医务工作者免受SARS的侵害[20,22,32,33]。个别文章提供了通过医用口罩提供保护的证据[31,32,34,37]，但是在[31]内得出的结果和整个研究[20,30]中得出的结果不一致。不同的暴露水平可以解释这种差异，但是个别研究提供的信息不足，无法进行更详细的分析。

N95呼吸器相对于医用口罩的优越性可能反映了N95呼吸器保护使用者免受传染性气溶胶侵袭的能力，或表明其对液滴传染的有效性更高。尽管如此，我们的Meta分析显示，使用N95呼吸器或医用口罩都能使SARS风险降低多达80％。

对于pH1N1，各研究得到的证据不一致。在没有血清学证实的情况下，pH1N1患者中常见的无症状感染[43]可能导致感染状态的鉴别出现严重错误，从而削弱了口罩的任何保护作用。与SARS病例相比[46]，pH1N1病人出现相对轻度的症状，病死率较低[47]，这可能导致HCW对rPPE的依从性降低。此外，在SARS研究中，更严格的感染控制措施，例如检疫和隔离患者[48]，可能导致rPPE有效性的高估。

纳入研究的局限性

研究通常会省略其使用的品牌，型号，甚至所用的通用口罩类型。

在大多数研究中，rPPE的依从性是自我报告的，依从性的定义在研究中有所不同[23,24]。一项RCT进行了第三方验证，但是验证是不定期的，并且仅限于在患者房间以外的区域[27]。许多时候研究高估了研究对象的依从性[49]，如果依从性不同，rPPE类型不同，自我报告的依从性可能会导致估计效果减弱，并且口罩和呼吸器的比较可能存在偏差[23,24]。佩戴过程中不断的调整和不适当的佩戴，甚至可能污染的手、脸和其他个人防护装备[4]都能够导致N95呼吸器的防护效果和益处减弱甚至导致危害。

在纳入的研究中，通常对HCW均进行了佩戴N95呼吸器的培训，但是适合性测试并没有普遍进行[24-26]。一项试验比较了进行适合测试与不进行适合测试，并且报告两组之间呼吸道感染风险没有差异[24]。

在一些随机对照试验中，不同试验组之间的流感疫苗接种率存在差异[24,26]。同样，并非所有观察性研究都解释了流感疫苗接种覆盖率[38,42,43]和防护服[31,32,36]或洗手习惯[32,33,36]的差异。有几项研究针对混杂因素进行了调整[23,25,26,29,31-33,36,37,41,50,51]，但并不总是能明确是哪些因素造成的[41,50,51]。最后，大多数研究缺乏统计以估计其保护作用，从而产生了非常宽的置信区间。因此，即使将可用的研究汇总到Meta分析中未能检测出显著效果，但这可能只表明统计功效不足，而非缺乏保护效果。

观察性研究的Meta分析的局限性

我们对观察性研究的Meta分析总结了rPPE对特定呼吸道疾病的保护作用，并具有确定的病例定义[52]，包括合理定义进行良好保护的人群和定义使用的时间段。然而，不能解释研究之间潜在的研究间差异以及对rPPE使用的依从性波动[29,31]、在暴发过程中传染性的潜在降低、或影响原始研究的其他混杂因素。但是，相关混杂因素不太可能在不同环境中的研究中平均出现。因此，当汇总大量研究结果时，使用口罩的任何保护作用都应该变得明显。

Conclusions

在这篇综述和Meta分析中，我们分析了来自已发表的RCT和观察性研究的证据，以发现当前文献中的主要差距和方法学缺陷，并针对医疗环境中使用口罩和N95呼吸器提出基于证据的建议。我们医院环境中普遍使用医用口罩作为减少感染的措施，以减少医护人员CRI和ILI的风险。总体而言，N95呼吸器可以提供更好的保护，但是由于不适感更大，因此在整个工作时间内完全使用这种呼吸器的可能性较小。

我们的分析证实了医用口罩和N95呼吸器对SARS的有效性。我们不建议使用一次性，棉质或纸质口罩。

医用口罩的有效性已经得到确认，这对于资源匮乏和无法使用N95呼吸器的紧急情况下至关重要。在这种情况下，一次性医用口罩优于棉质口罩，因为棉质口罩没有证据证实具有保护作用，并且在没有充分灭菌的情况下重复使用时可能会促进病原体的传播[8]。

我们发现，医用口罩或N95呼吸器对pH1N1均无明显益处。但是，当前对流感患者进行常规护理时强制使用飞沫预防措施的策略是合理的。在社区环境中进行的随机对照试验证明了医用口罩与手卫生与其他感染控制干预措施相结合时的保护作用[53]。

总体而言，为医务工作者使用口罩的策略提供支持的证据很少，少数研究存在文献发表偏倚并且缺乏统计能力。在传染病流行期以外进行的具有标准协议的多中心RCT，并且对依从性和适应性进行测量，将克服当前研究的许多方法学难题，包括统计效力低，同时使用其它流行病控制措施和在流行病期间的异常高依从性。设计良好的大型研究还将使子分析能够研究使用口罩对不同类型的感染的作用[54]，阐明最需要使用rPPE的情况，并获得有关不同传播模式作用的有价值的信息。实验中纳入相关控制措施至关重要。由于无法确定所有传染源，因此对照组可以加入没有与任何患者接触的医务工作者。

此外，口罩的保护作用可能与感染的基线风险有关，因为发作率较高的疾病爆发使HCW有更高的感染机率。我们建议研究应指出来自非干预组或职业健康记录的该疾病的基线风险。这对于病例对照研究尤为重要，因为对于病例对照研究而言，在高发生率情况下将OR解释为保护作用的量化指标是有问题的。

来自ClinicalInfectiousDiseases

Nov13

doi:10./cid/cix.

翻译：CipherC

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