De dalende concentraties zwaveldioxide in de atmosfeer houden mogelijk verband met de mondiale toename van de veteranenziekte, een ernstige vorm van longontsteking die wordt veroorzaakt door het inademen van de pathogene bacterie Legionella. Dat meldt een nieuwe studie van de Universiteit van Albany, vandaag gepubliceerd in het tijdschrift PNAS Nexus , waarin trends in zwaveldioxide in de atmosfeer, de incidentie van veteranenziekte en de rol van koeltorens bij het herbergen van Legionella werden onderzocht.

De bronnen van Legionella – die zich kunnen vermenigvuldigen in watersystemen en zich via de lucht kunnen verspreiden – zijn algemeen bekend, evenals seizoenstrends die de bacterie aantasten als een risico voor de volksgezondheid. Toch is de mondiale toename van het aantal gevallen een raadsel.

Volgens de Amerikaanse Centers for Disease Control and Prevention (CDC) zijn de gevallen van veteranenziekte tussen 2000 en 2018 op nationaal niveau negenvoudig toegenomen, waarbij de staat New York de hoogste ziektelast met zich meebracht en de snelste toename van het land.

"De zuurgraad van de atmosfeer beïnvloedt de overlevingstijd van Legionella", zegt co-hoofdauteur Fangqun Yu, senior onderzoeksfaculteit bij het Atmospheric Sciences Research Center van UAlbany. "Dit geldt voor Legionella die wordt aangetroffen in vervuilde druppels van koeltorens en andere bronnen zoals bubbelbaden en decoratieve fonteinen. Hier hebben we de transmissieroute van Legionella naar de lucht onderzocht. Begrijpen hoe veranderende omgevingsomstandigheden de verspreiding van Legionella beïnvloeden, is van cruciaal belang om dit te verminderen. belangrijk risico voor de volksgezondheid."

Milieu-impact op Legionellabacteriën en ziekterisico

Legionella is zeer gevoelig voor zuurgraad en gaat snel verloren bij een lage pH-waarde. Dankzij wetgeving die is ontworpen om de uitstoot van zwaveldioxide terug te dringen, zijn de pH-waarden in de atmosfeer de afgelopen halve eeuw gestegen, met grote voordelen voor de gezondheid van mens en milieu. Omdat er minder zwaveldioxide in de atmosfeer zit, zijn de waterdruppels die door koeltorens en andere watersystemen worden uitgestoten echter minder zuur, waardoor het voor de aanwezige Legionella gemakkelijker wordt om te overleven, in de lucht te komen en levensvatbaar te blijven terwijl ze zich verspreiden.

De UAlbany-onderzoekers concentreerden zich op koeltorens:waterbehandelingssystemen die verband houden met industriële, commerciële en grote residentiële HVAC-systemen. Van de vele plaatsen waar Legionella floreert (bijvoorbeeld warmwatertanks, douchekoppen, gootsteenkranen), zijn koeltorens een van de grootste zorgen omdat ze pluimen bacteriën in de lucht kunnen uitstoten, die, als de omstandigheden goed zijn, kunnen ronddrijven en mensen tot wel 10 km kunnen infecteren. weg.

Met behulp van gegevens over de incidentie van veteranenziekten van de CDC analyseerde het team zaaknummers en locaties in het hele land. Omgevingsomstandigheden, waaronder atmosferische zwaveldioxide, temperatuur, neerslag, relatieve vochtigheid en UV-index, werden in de analyse meegenomen. Ze ontdekten dat de noordoostelijke staten de hoogste ziektelast hadden, met New York bovenaan de lijst.

Het team richtte zich op New York en onderzocht de effecten van zwaveldioxide in de atmosfeer en koeltorens op het aantal gevallen van veteranenziekte. Van 1992 tot 2019 stegen de gevallen in een tempo dat vergelijkbaar was met dat van de afname van de zwaveldioxideconcentratie. Met geotagged gegevens uit de in de staat New York geregistreerde koeltorendatabase heeft het team de casusnummers in kaart gebracht aan de hand van koeltorenlocaties en trends gevonden die de nabijheid van koeltorens en de incidentie van ziekten met elkaar in verband brengen.

"Legionellabacteriën kunnen via aerosolen over aanzienlijke afstanden worden verspreid, die variëren afhankelijk van de heersende omgevingsomstandigheden zoals vochtigheid, temperatuur, windsnelheid en -richting", zegt co-hoofdauteur Arshad A. Nair, postdoctoraal medewerker bij het Atmospheric Sciences Research Center van UAlbany. "Het risico op ziekenhuisopname vanwege de veteranenziekte neemt toe naarmate de nabijheid van een koeltoren in de buurt is. Hier laten we zien dat het gemiddelde bereik van verhoogd risico zich uitstrekt tot 7,3 km vanaf een koeltoren; dit bereik is de afgelopen twintig jaar steeds groter geworden." /P>

Informatie over de volksgezondheidsstrategie

De bevindingen van het team zijn vooral belangrijk voor de bescherming van kwetsbare bevolkingsgroepen die onevenredig vaak last hebben van omstandigheden die het risico op veteranenziekte vergroten, zoals wonen in de buurt van industriële of dichtbevolkte gebieden of die al bestaande gezondheidsproblemen hebben.

“Hoewel er veel gedocumenteerde rapporten zijn die koeltorens in verband brengen met grotere uitbraken van veteranenziekten, helpt deze studie de vele ‘sporadische’ gevallen te verklaren”, zegt Ursula Lauper, klinisch assistent-professor bij de afdeling Environmental Health Sciences van de UAlbany’s School of Public Health en Sectiehoofd Watersysteemcontrole en -analyse bij het NYS Department of Health. "Het is belangrijk dat koeltorens regelmatig worden gecontroleerd, getest en schoongemaakt. De NYS-regelgeving vereist dat koeltorens tijdens gebruik elke 90 dagen worden bemonsterd op Legionella.

"Omdat we weten dat er in de staat verschillende incidentiecijfers van de veteranenziekte zijn, gebruiken we de bevindingen uit dit onderzoek om preventie- en bewustmakingsstrategieën te ontwikkelen. We blijven nauw samenwerken met onze regionale kantoren en lokale partners van de gezondheidsafdeling om de staatsregelgeving voor koeltorens en om clusters te onderzoeken, terwijl we ook werken aan grotere vraagstukken zoals atmosferische effecten."

"De reden waarom het aantal legionairs sinds 2000 is toegenomen, kan worden verklaard door meerdere complexe veranderingen die we in toekomstige studies dieper willen onderzoeken", zegt Shao Lin, professor en voorzitter van UAlbany's Department of Environmental Health Sciences aan de School of Public Health. "Het lopende emissiereductiebeleid heeft de luchtverontreinigingsniveaus en de lasten van hart- en vaatziekten in NYS aanzienlijk verminderd. Dit nieuwe onderzoek heeft tot doel een van de vele factoren te verduidelijken die het risico op luchtwegaandoeningen bepalen."

Mensen en milieu beschermen

Ondanks de nieuwe bevindingen is het terugdringen van de vervuiling en de zuurgraad in de atmosfeer ongetwijfeld goed voor mens en milieu. Yu vergeleek de bevindingen van het team met het begrijpen van de bijwerkingen van een levensreddend medicijn.

"In dit geval zullen de 'bijwerkingen' naar verwachting veel kleiner zijn dan de algemeen erkende gezondheidsvoordelen van verminderde luchtvervuiling", aldus Yu. "Onze studie is een poging om dergelijke bijwerkingen te identificeren, wat kan helpen bij het formuleren van strategieën om deze te verzachten, terwijl de luchtkwaliteit en de vele voordelen ervan behouden blijven.

"Dit werk toont een belangrijke samenwerking tussen de academische gemeenschap en overheidsinstanties om een ​​opkomend milieuprobleem in de echte wereld aan te pakken. Dit soort samenwerking is vooral van cruciaal belang omdat luchtkwaliteit en milieuomstandigheden complexe associaties kunnen hebben met andere ziekten (waaronder hart- en vaatziekten en ademhalingsziekten). , neurologische aandoeningen en perinatale complicaties), vooral bij veranderende klimaat- en atmosferische chemische samenstellingen."

"Verder onderzoek is nodig om specifieke beleidsaanbevelingen te formuleren om dit probleem aan te pakken", aldus Lin. “Vervolgens zal ons team samenwerken met NYSDOH om dieper in te gaan, inclusief het controleren op potentiële verstorende factoren zoals co-verontreinigende stoffen, milieu- en genetische factoren, en meteorologische omstandigheden die verband houden met klimaatverandering. We zullen ook AI-methoden gebruiken om een ​​voorspellend model voor Legionella te ontwikkelen, inclusief natuurlijke, gebouwde en sociale factoren."

Meer informatie: Fangqun Yu et al., Mysterieus snelle stijging van de incidentie van veteranenziekte correleert met afnemend zwaveldioxide in de atmosfeer, PNAS Nexus (2024). DOI:10.1093/pnasnexus/pgae085

Journaalinformatie: PNAS Nexus

Aangeboden door de Universiteit van Albany