Учёные обнаружили, что бактерии дыхательных путей могут определять, насколько опасно для человека повышенное загрязнение воздуха
Новое исследование показало: воздействие загрязнённого воздуха повышает риск тяжёлых бактериальных инфекций по‑разному в зависимости от того, какие штаммы бактерий колонизируют носоглотку человека. Исследование, проведённое учёными из Wellcome Sanger Institute, Национального института по инфекционным заболеваниям Южной Африки, Барселонского суперкомпьютерного центра и их партнёров, было посвящено Streptococcus pneumoniae — распространённой бактерии, обитающей в носу и горле. У большинства носителей она не вызывает заболевания, но при проникновении в лёгкие или кровоток может вызывать тяжёлые инфекции, включая пневмонию, сепсис и менингит.
Учёные проанализировали почти 59 000 случаев инвазивной пневмококковой инфекции, зарегистрированных в Южной Африке в течение длительного периода наблюдений. Результаты показали, что разные подтипы бактерии, известные как серотипы, по‑разному реагируют на периоды повышения загрязнения воздуха. Три серотипа — 14, 19A и 8 — оказались наиболее ассоциированы с увеличением риска заболевания после воздействия загрязнённого воздуха. Время наступления повышенного риска также варьировалось в зависимости от серотипа. В целом наиболее высокий риск серьёзной инфекции наблюдался примерно через две недели после подъёма уровня загрязнения воздуха. В то же время в районах, где преобладали определённые штаммы, включая серотипы 4, 8, 23F и 19F, всплеск случаев наступал уже в ту же неделю после повышения загрязнения.
Авторы исследования учли такие факторы, как температура, влажность и плотность населения, чтобы точнее выявить связь именно с качеством воздуха. Кроме того, анализ показал, что температура сама по себе влияет на временные характеристики вспышек: тёплая погода связывалась с немедленным увеличением числа случаев, тогда как холодная — с отсроченным ростом инфекций. Исследователи выдвигают две возможные гипотезы: низкие температуры могут замедлять распространение бактерии, либо сезонные вирусные инфекции в холодное время года повреждают дыхательные пути и облегчают закрепление бактериальной инфекции.
Особую уязвимость в периоды высокого загрязнения воздуха проявляли пожилые люди и маленькие дети. По оценкам, почти пятая часть взрослых по всему миру носит Streptococcus pneumoniae; у детей в некоторых регионах, включая Южную Африку, доля носительства может достигать сорока‑шестидесяти процентов. Известно более сотни серотипов этой бактерии. Авторы подчёркивают: знание о том, какие штаммы циркулируют в популяции, в сочетании с мониторингом окружающей среды, может помочь предсказывать возможные вспышки тяжёлых инфекций.
Комбинация наблюдения за качеством воздуха и генетического надзора за пневмококком позволит службам здравоохранения заблаговременно готовить больницы к росту случаев и корректировать стратегию вакцинации. Исследование также усиливает аргументы в пользу снижения загрязнения воздуха: улучшение качества воздуха может принести выгоду не только для лёгких, но и снизить риск тяжёлых бактериальных инфекций, особенно в городах и других районах с высокой экспозицией к загрязнению.
Один из соавторов работы из Барселонского суперкомпьютерного центра отметил, что изменения климата и быстрый рост городов принципиально меняют условия окружающей среды, влияющие на риск инфекционных заболеваний. Связывая долгосрочный мониторинг климата и качества воздуха с показателями здоровья, исследование демонстрирует, как меняющиеся экологические условия могут усиливать общественные риски. Защита наиболее уязвимых сообществ потребует межсекторного взаимодействия и адаптивных стратегий здравоохранения, способных учитывать динамику окружающей среды.
Первая авторка работы, в настоящее время преподающая в одной из медицинских школ США, указала, что хотя общий эффект повышения температуры и загрязнения воздуха ведёт к росту риска инвазивных пневмококковых заболеваний, именно субтипы бактерии, находящиеся в дыхательных путях человека, модулируют частоту и сроки проявления этих заболеваний. Стрептококковый штамм влияет на время возникновения болезни и на то, кто окажется в группе повышенного риска в зависимости от состава респираторного микробиома. Расширение подобных исследований на другие регионы мира поможет точнее определить, кто наиболее уязвим к экологическим воздействиям и какие меры необходимо принимать в тех или иных регионах, например, улучшать качество воздуха в городах.
