lunes, 26 de diciembre de 2016

Asociación de la contaminación y el clima con la dermatitis atópica en niños estadounidenses

La dermatitis atópica (DA o eccema) es uno de los padecimientos cutáneos más prevalentes vistos en niños, con prevalencias reportadas en Estados Unidos de 10.7% con variación estatal significativa con rangos de 8.7 a 18.1%. El curso clínico de la DA a menudo varía de manera estacional, donde muchos de los pacientes experimentan exacerbaciones en temporada de invierno o de verano. Estudios previos sugieren que los factores climáticos estacionales pueden desempeñar un papel en la DA. Sin embargo, puede haber otros factores en juego que no sean los factores climáticos per se. En particular, los cambios estacionales del clima se acompañan de variación de los niveles de ozono troposférico y contaminantes ambientales.

Pocos estudios examinaron el rol de los contaminantes en la DA y encontraron resultados conflictivos. Sin embargo, ningún estudio examinó el rol de los contaminantes extramuros en la prevalencia de la DA en los Estados Unidos. La hipótesis de los autores es que las áreas con niveles más elevados de contaminantes tienen prevalencias más altas de DA, así como de mayor potencial de empeoramiento de la gravedad de la enfermedad por efectos irritantes o alergénicos. Además, muchos contaminantes tienen tendencias estacionales que varían como lo hace el clima. Los autores plantean la hipótesis que algunos contaminantes pueden impactar la prevalencia de la DA de manera independiente de los factores climáticos, mientras que otros quizá actúen en conjunto con ellos. En este estudio, se busca determinar la relación entre los contaminantes y el clima con la prevalencia y la gravedad de la DA en los Estados Unidos.
Métodos
Encuesta Nacional de Salud Infantil (NSCH)
Se usaron los datos de la encuesta NSCH de 2007 de 91,642 hogares, la cual se diseñó para estimar la prevalencia de varios problemas de salud en la infancia como físicos, emocionales y del comportamiento. La encuesta fue patrocinada por el Buró de Salud Materna e Infantil del Departamento de Salud de los EEUU. El Centro Nacional de Estadística en Salud condujo la investigación por medio del programa Encuesta Telefónica Integrada de Área Estatal y Local con una meta de >1800 sujetos por estado. Se eligieron los números telefónicos al azar, seguido por la identificación de las casas con uno o más niños menores de 18 años. De manera subsecuente, se eligió de forma aleatoria un niño para la entrevista. Las encuestas se realizaron en inglés, español, coreano, mandarín, cantones y vietnamita. Los resultados de la encuesta se ponderaron para representar la población de niños no institucionalizdos de manera nacional y en cada estado. Con la información del Censo del Buró de los EEUU, las ponderaciones se ajustaron por edad, género, raza, etnicidad, tamaño de la vivienda y grado de educación del miembro con mayor grado de educación de la vivienda para proveer datos representativos de la población <18 años no institucionalizada. El Centro Nacional de Estadística en Salud del Centro para el Control y la Prevención de las Enfermedades supervisó el muestreo y las entrevistas telefónicas. Se obtuvo consentimiento verbal previo a la entrevista. El estudio se aprobó por el comité de ética institucional de la Universidad del Noroeste.
Historia de eccema
La prevalencia del eccema, el resultado primario del estudio, se determinó con la pregunta de la NSCH, “¿Durante los últimos 12 meses, le ha dicho un médico u otro profesional de la salud que su hijo tiene eccema o algún otro tipo de alergia cutánea?”. Esto se conoce como eccema en el resto del manuscrito. La gravedad del eccema se determinó con la pregunta de la NSCH, “¿Describiría el eccema o alergia cutánea en el niño como leve, moderado o grave?”.
Contaminantes
Los datos de todos los contaminantes se descargaron de la Agencia de Protección Ambiental. Se puede encontrar un resumen de los sistemas de monitoreo en los datos adjuntos. Los datos climáticos se obtuvieron como se describió de forma previa.
Procesamiento de datos y métodos estadísticos
Todo el análisis estadístico y el procesamiento de datos se llevaron a cabo en SAS versión 9.4. Las variables climatológicas mencionadas antes se limitaron a 2006-2007 y se eligieron para cada sujeto de la NSCH por su estado de residencia actual. En lugares donde había observaciones climáticas para múltiples ciudades dentro de un estado, se utilizó el valor promedio de todas las ciudades. Los niveles promedios, tanto de forma anual y durante los meses fríos y cálidos, se utilizaron para el modelo estadístico. Los meses de clima frío (noviembre-abril) y cálido (mayo-octubre) se determinaron por inspección visual de la distribución de contaminantes durante todo el año.
El análisis de las respuestas de las encuestas se realizó con procedimientos de SURVEY. Se asociaciones univariadas y multivariadas se probaron por regresión logística. Las variables binarias dependientes fueron eccema (si vs no) o gravedad del eccema (moderado-grave vs leve) y las variables independientes incluyeron los contaminantes mencionados antes medidos de manera individual en modelos de regresión. Se estimaron las razones de Momios crudas y ajustadas y los intervalos de confianza (IC) de 95%. La razón de momios representa la probabilidad de tener eccema versus no tener eccema por cada incremento de unidad de un contaminante. Se realizó un análisis completo de los datos, se excluyeron los sujetos con datos faltantes. Todas las estimaciones de población se determinaron con las ponderaciones predefinidas de muestreo de la NSCH.
La mayoría de los contaminantes correlacionaron de manera fuerte unos con otros y con ciertos factores climáticos. Por consiguiente, se utilizó el análisis del componente principal (PCA) con rotación varimax para estimar los efectos combinados de estos contaminantes y las variables climáticas. El PCA se utilizó para determinar la mejor combinación y ponderación de las variables para explicar mejor cómo se correlacionan. Se retuvieron los factores si el valor propio >1, la proporción de varianza representó >10%, y el valor de carga >0.4. Los factores retenidos representan las combinaciones dominantes de estos contaminantes y variables climáticas que ocurren en los EEUU. La regresión logística se realizó entonces con las puntuaciones de factores de los factores retenidos para determinar las probabilidades de eccema o eccema moderado-grave bajo condiciones climáticas comunes.
Se utilizó el valor de p <0.05 para indicar la significancia estadística para todas las estimaciones. Sin embargo, el número elevado de pruebas estadísticas dependientes aumenta la tasa de error Tipo 1. Por lo tanto, los valores de p cercanos a 0.05 deben interpretarse con cautela.
Resultados
Características poblacionales
Se recolectaron datos de 91, 642 niños y adolescentes de los 50 estados. La prevalencia de eccema fue de 12.98% (IC 95%:12.34-13.54), con variación estatal significativa. El eccema se asoció con edad menor, raza afroamericana y nacimiento en EEUU (Tabla S1). Ya que la prevalencia de dermatitis atópica se relaciona tanto con factores intrínsecos y extrínsecos, se usaron modelos lineales generalizados para generar estimaciones medias de mínimos cuadrados para la historia de eccema en cada estado controlado para la edad, raza/etnicidad, genero, ingreso de la vivienda y nacimiento en EEUU. Entonces se mapearon estos mínimos cuadrados para identificar puntos de interés relacionados con factores adicionales (fig. 1b). Existen dos regiones aparentes con mayor prevalencia en el noreste y noroeste de EEUU. Entre los niños con eccema en el último año, 33.1% (IC 95%: 31.0-35.2%) reportaron tener eccema moderado-grave.
Contaminantes ambientales
Se examinaron algunos contaminantes ambientales, como el ozono troposférico, el monóxido de carbono (CO), el nitrato (NO3), el dióxido de nitrógeno (NO2), el sulfato (SO3), el dióxido de azufre (SO2), el carbón orgánico (OC), la materia particulada menor de 2.5 µm (PM 2.5) y menor de 10 µm (PM 10). Las distribuciones diarias de estas variables se presentan en la Fig. 2. La mayoría de las variables tuvo picos estacionales, ya sea durante los meses de clima frío (NO3, SO2, NO2, CO) o cálido (SO3, OC, PM 2.5). Por lo tanto, se consideraron los niveles medios para cada variable de manera anual, así como los meses de clima frío y cálido. La distribución estatal de estos contaminantes en los meses de clima frío y cálido se presentan en la Fig. 1c-t. Por medio de inspección visual, los niveles más elevados de SO3, NO3, SO2, NO2, y PM 2.5 ocurrieron en el noreste de los EEUU durante los meses de clima frío y/o calor.
Asociación entre contaminantes ambientales y prevalencia de eccema
En los modelos de regresión logística ponderados en la encuesta, residir en estados con promedios anuales más altos de NO2 (OR [IC 95%]: 1.003 [1.001-1.004], p = 0.002), SO2 (1.009 [1.003-1.015], p = 0.006), y SO3 (1.008 [1.004-1.012], p = 0.0002) se asoció con mayor prevalencia de eccema (Tabla 1). En particular, los niveles de NO2, SO2 y SO3 en los meses fríos y cálidos se asociaron con mayor riesgo de eccema (Tabla S2).
En contraste, los promedios anuales más elevados de NO3 (0.981 [0.969-0.993]), OC (0.993 [0.987-0.999]), PM 2.5 (0.993 [0.989-0.998]) y PM 10 (0.847 [0.739-0.971]) se asociaron con prevalencia más baja de eccema. En particular, los niveles más elevados de ozono troposférico en los meses cálidos, CO y PM 2.5 en los meses fríos y NO3, OC y PM 10 en ambos se asociaron con riesgos más bajos de eccema (Tabla S2).
En particular, residir en estados con niveles más elevados de arsénico (1.228 [1.090-1.383]), plomo (1.017 [1.002-1.032]), níquel (1.084 [1.039-1.131]), vanadio (1.096 [1.048-1.146]) y zinc (1.006 [1.002-1.010]) se asoció con riesgos más elevados de eccema (Tabla 1), mientras que cadmio (0.680 [0.567-0.815]), cobre (0.949 [0.916-0.983]) y potasio (0.993 [0.990-0.997]) se asociaron con riesgos más bajos de eccema.
Asociación entre contaminantes ambientales y gravedad del eccema
El promedio anual más elevado de NO3 (1.249 [1.028-1.517]), OC (1.323 [1.077-1.625]) y PM 2.5 (1.070 [1.013-1.130]) se asoció con riesgos más elevados de eccema moderado o grave (Tabla 2); NO3 y OC fueron significativos en meses de frío y calor, mientras que PM 2.5 sólo fue significativo en los meses fríos (Tabla S3). En contraste, la media anual más elevada de CO se asoció con prevalencia más baja de eccema moderado o grave (0.557 [0.327-0.949]; Tabla 2), en particular en los meses cálidos (Tabla 2).
En particular, los niveles más elevados de cobre (1.085 [1.005-1.170]), plomo (1.041 [1.011-1.072]) y zinc (1.009 [1.002-1.017]) se asociaron con tasas más elevadas de eccema moderado o grave (Tabla 2).
Análisis de componente principal
El análisis de componente principal se utilizó para determinar las combinaciones de contaminantes (factores) más comunes en los EEUU. Se incluyeron la media anual de humedad, temperatura, índice UV y precipitación en los modelos, ya que la mayoría de los contaminantes antes mencionados tienen variaciones estacionales junto con diferentes variables climáticas. Se identificaron cuatro factores con el análisis de componente principal: factor (1) calor, humedad y lluvia con OC, SO2 y PM 2.5; factor (2) calor y soleado con PM 10 y ozono troposférico elevados; factor (3) NO3 y PM 2.5 elevados; factor (4) CO elevado (Tabla 3). El factor 1 se asoció con mayor riesgo de eccema; mientras que los factores 2 y 3 se asociaron con menor riesgo de eccema. En contraste, el factor 4 se asoció con menor riesgo de eccema moderado o grave.
Discusión
El presente estudio encontró que múltiples contaminantes influyen en la prevalencia del eccema pediátrico en los Estados Unidos. De manera individual, NO2, SO2 y SO3 se asociaron a un riesgo mayor de eccema, mientras que NO3, OC, PM 2.5 y PM 10 se asociaron de forma inversa a la prevalencia de eccema. En particular, los niveles más elevados de arsénico, plomo, níquel, vanadio y zinc en la PM 2.5 se asociaron con prevalencia elevada de eccema, mientras que cadmio, cobre y potasio se asociaron de forma inversa con mayor prevalencia de eccema. Las asociaciones inversas de algunos contaminantes con la prevalencia de eccema pueden deberse a la coocurrencia de niveles más elevados en áreas con factores climáticos protectores. Sin embargo, no se puede descartar la posibilidad remota de que uno o más de estos contaminantes de manera directa o indirecta puedan tener algún efecto benéfico sobre la piel con eccema.
Es interesante que NO3, OC, PM 2.5 y el cobre se asociaron con más dermatitis atópica moderada o grave, a pesar de que se asociaron con menor prevalencia de eccema; esto fue cierto aún al considerar las diferencias de los niveles en los meses de clima frío y cálido. Es posible que estos contaminantes empeoren la gravedad del eccema en un subgrupo de pacientes, pero no son los principales factores determinantes para enfermedad leve o para prevalencia a nivel poblacional.
Ya que muchos contaminantes correlacionan unos con otros y con diferentes variables climáticas, también se analizaron los efectos de las combinaciones más predominantes en los EEUU. En combinación, se encontró prevalencia significativamente mayor de eccema en áreas con clima caliente, húmedo y lluvioso junto con niveles altos de OC, SO2, SO3 y PM 2.5, mientras que se encontró menor prevalencia en áreas con clima cálido y soleado con alta concentración de PM 10, NO2, NO3 y PM 2.5. En contraste, CO presento una asociación inversa con la gravedad del eccema. Los modelos de análisis de componente principal mostraron diferentes resultados al análisis individual de algunos contaminantes. Estos no son contradictorios, ya que el análisis de componente principal identifica los patrones dominantes de coocurrencia de las variables. En conjunto, los resultados sugieren que algunos contaminantes pueden contribuir a tasas más elevadas de eccema en la población, mientras otros pueden acompañar o enmascarar factores climáticos concomitantes. La prevalencia más elevada de eccema que se observa bajo ciertas condiciones se puede atribuir al desencadenante ambiental de enfermedad subclínica en niños predispuestos. Más aún, algunos contaminantes parecen también agravar el eccema lo que resulta en enfermedad persistente y/o más grave. En conjunto, parece que algunos contaminantes pueden tener efectos independientes sobre el eccema, mientras que otros pueden actuar en conjunto con factores climáticos coocurrentes.
El CO no se asoció con mayor prevalencia de eccema y de manera inversa se asoció con eccema moderado o grave. Estudios internacionales previos encontraron resultados contradictorios acerca de los efectos de la contaminación en el eccema. Un estudio de 317,926 niños escolares tailandeses encontró una asociación entre el eccema flexural con contaminación relacionada al tráfico, como óxidos de nitrógeno y CO. Un estudio de 4907 niños franceses entre 9 y 11 años encontró asociaciones entre la historia de eccema y las concentraciones de PM 10, óxidos de nitrógeno y CO. En contraste, un estudio de 1880 niños turcos no encontró asociación entre los niveles de contaminantes y los síntomas actuales de erupción pruriginosa. Los diversos resultados observados en los estudios mencionados antes se deben probablemente a diferencias en la distribución de los contaminantes en las diversas regiones, los niveles de contaminantes intra y extramuros y las características sociodemográficas de los participantes del estudio.
Estudios previos asociaron los contaminantes antes mencionados con diversos padecimientos. Los niveles de NOx se asocian a otros trastornos, como la disfunción de las defensas pulmonares, inflamación de la vía aérea, hiperreactividad e incrementos de las visitas a urgencias/admisiones hospitalarias. La exposición ambiental a SO2 se vinculó a incrementos de las visitas a urgencias e internamientos por enfermedades respiratorias. La exposición a PM 2.5 y PM 10 se asoció a efectos adversos cardiovasculares, respiratorios y mortalidad. El presente estudio sugiere que NO2, SO2 y SO3 pueden también tener un efecto dañino en el eccema.
Muchos de los contaminantes fluctúan de manera estacional junto con las variables climáticas como la temperatura y la humedad. Es por tanto imposible determinar los efectos “puros” de los contaminantes basados en la población sobre el eccema sin también incluir los efectos climáticos. Entonces, es posible que algunos de los efectos observados de los contaminantes pueden estar relacionados a factores climáticos coexistentes. Por otro lado, estudios previos mostraron efectos protectores y/o dañinos de algunos factores climáticos en el eccema. Puede ser que el efecto de los factores climáticos se deba en parte a los contaminantes coexistentes.
Los resultados de este estudio tienen varias implicaciones potenciales. Primero, estos contaminantes están muy regulados por la EPA y otras agencias estatales y federales de gobierno. Puede ser que incluso la regulación más estricta de estos contaminantes disminuya la prevalencia de eccema en los EEUU. Además, los efectos diferenciales de ciertos contaminantes en la prevalencia y la gravedad del eccema sugieren que existen vías específicas de transmisión de señales y mecanismos en juego. Por último, puede haber subgrupos específicos de pacientes afectados por contaminantes ambientales. Se requiere de estudios posteriores para dilucidar estos puntos.
Fortalezas y limitaciones
Este estudio tiene algunas fortalezas, como la recolección prospectiva de datos, que se basa en población, tiene una muestra muy grande y diversa de niños con y sin eccema, y el uso del análisis de componente principal para examinar los patrones de las variables climáticas no identificadas en el análisis univariado. El estudio también tiene limitaciones potenciales. El eccema se definió con autorreporte por cuestionario a los padres. Sin embargo, de manera reciente, los autores realizaron una validación multicéntrica de la pregunta utilizada en la NSCH y encontraron excelente especificidad y valor predictivo positivo. Los autores fueron capaces de examinar los patrones dominantes de clima y contaminación en EEUU con el PCA. Después, no fueron capaces de determinar si existen patrones menos comunes que puedan tener diferentes efectos en la prevalencia y la gravedad del eccema. La NSCH sólo captura el estado de residencia, no así la ciudad o municipio. Por lo tanto, las variables climáticas usadas en el estudio se limitaron a valores estatales, lo que impide el cálculo de la distancia entre la residencia y las estaciones de monitoreo o el efecto diferencial de la exposición fuera del área de residencia, por ejemplo, en el trabajo. Esto puede resultar en menor exactitud de los efectos del tamaño, así como a la “falacia ecológica”. Se requieren estudios clínicos longitudinales de cohortes para confirmar las asociaciones observadas.
Conclusiones
En conclusión, este estudio provee la evidencia de que múltiples contaminantes influyen en la prevalencia y la gravedad del eccema. En particular, el clima cálido y soleado con altas concentraciones de PM 10 y ozono parece tener un efecto protector en el eccema, mientras que las concentraciones altas de CO se asocian con menor gravedad del eccema.


Centro Regional de Alergia e Inmunología Clínica CRAIC, Hospital Universitario “Dr. José Eleuterio González” UANL, Monterrey, México

Dra. med. Sandra Nora González Díaz         Jefe y Profesor
Dra. Marisela Hernández Robles                  Profesor
Dr. Daniel Cantú Moreno                              Residente 1er Año

Dra. Alejandra Macías Weinmann                Profesor

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