Введение
Распространенность и тяжесть астмы заметно увеличились с урбанизацией, и дети в городских центрах с низким доходом имеют одну из самых высоких показателей заболеваемости астмой. Загрязнение атмосферного воздуха связано с неблагоприятными респираторными эффектами у детей с астмой. Однако механизмы, с помощью которых воздействие загрязненного воздуха усугубляет астму, и то, как эти механизмы соотносятся с обострениями, вызванными респираторными вирусами, плохо изучены. Цель работы – исследовать связи между региональными концентрациями загрязнителей воздуха, респираторными заболеваниями, функцией легких и экспрессией генов в верхних дыхательных путях у детей с астмой, уделяя особое внимание обострениям астмы, возникающим в отсутствие респираторного вируса.
Методы
Был проведен ретроспективный анализ данных когорты MUPPITS1, а выводы были подтверждены в когорте ICATA. В когорту MUPPITS1 были включены 208 детей в возрасте от 6 до 17 лет, живущих в городских районах девяти городов США со склонной к обострению астмой в период с 7 октября 2015 г. по 18 октября 2016 г., и наблюдали за ними во время зарегистрированных респираторных заболеваний. Последний исследовательский визит MUPPITS1 состоялся 6 января 2017 г. В когорту ICATA было включено 419 участников в возрасте от 6 до 20 лет с аллергической персистирующей астмой, проживающих в городских районах восьми городов США в период с 23 октября 2006 г. по 25 марта 2008 г., последний визит – 30 декабря 2009 г. Мы включили участников из когорты MUPPITS1, которые сообщили о респираторном заболевании в какой-то момент во время последующего наблюдения, и участников из когорты ICATA, у которых образцы из носа были собраны во время респираторного заболевания или во время запланированного визита.
Определяли значения индекса качества воздуха и концентрации загрязнителей воздуха для PM2-5, PM10, O3, NO2, SO2, CO и Pb от Агентства по охране окружающей среды США, и сопоставили значения и концентрации для каждого заболевания и каждого участника. Мы исследовали связи между региональными концентрациями загрязнителей воздуха и респираторными заболеваниями, и обострениями астмы, функцией легких и транскрипционными сигнатурами верхних дыхательных путей с использованием комбинации обобщенных аддитивных моделей, перекрестного анализа случаев и обобщенных линейных моделей смешанных эффектов.
Выводы
Мы установили, что повышенные значения индекса качества воздуха, обусловленные преимущественно повышенными концентрациями PM2·5 и O3, были в значительной степени связаны с обострениями астмы и снижением функции легких, которые происходили в отсутствие провоцирующей вирусной инфекции. Более того, отдельные загрязнители были в значительной степени связаны с измененной экспрессией генов в воспаленных дыхательных путях, включая PM2·5, с повышенной эпителиальной индукцией тканевых калликреинов, гиперсекрецией слизи и барьерными функциями, а уровень O3 ассоциировался с усилением воспаления 2-го типа.
Вывод
Результаты показывают, что загрязнение воздуха является важным независимым фактором риска обострения астмы у детей, проживающих в городских районах, что потенциально связано с обострениями через специфические воспалительные пути в дыхательных путях. Дальнейшее изучение этих патогенетических путей может дать информацию о подходах к профилактике и лечению астмы.
Цитирование
Altman, M. C., Kattan, M., T O’Connor, G., Murphy, R. C., Whalen, E., LeBeau, P., … & Jackson, D. J. (2023). Associations between outdoor air pollutants and non-viral asthma exacerbations and airway inflammatory responses in children and adolescents living in urban areas in the USA: a retrospective secondary analysis. The Lancet Planetary Health, 7(1), e33-e44.