Forskere forbinder faldende atmosfæriske svovldioxidniveauer til stigning i legionærsyge

Faldende atmosfæriske svovldioxidniveauer kan være relateret til den globale stigning i legionærsyge - en alvorlig form for lungebetændelse forårsaget af indånding af den patogene bakterie Legionella. Sådan rapporterer en ny undersøgelse fra University at Albany, offentliggjort i dag i tidsskriftet PNAS Nexus , som undersøgte tendenser i atmosfærisk svovldioxid, forekomst af legionærsygdomme og køletårnenes rolle i at huse Legionella.

Kilder til Legionella - som kan formere sig i bygningsvandsystemer og spredes gennem luften - er velkendte, ligesom sæsonbestemte tendenser, der påvirker bakterierne som en folkesundhedsrisiko. Alligevel har den globale stigning i sager været et puslespil.

Ifølge U.S. Centers for Disease Control and Prevention (CDC) fra 2000 til 2018 er tilfældene af legionærsygdomme oplevet en ni gange stigning på nationalt plan, hvor staten New York bærer den højeste sygdomsbyrde og har den hurtigste stigning i landet.

"Atmosfærisk surhed påvirker overlevelsestiden for Legionella," sagde co-lead forfatter Fangqun Yu, senior forskningsfakultet ved UAlbany's Atmospheric Sciences Research Center. "Dette gælder for legionella fundet i forurenede dråber fra køletårne ​​og andre kilder såsom boblebade og dekorative springvand. Her undersøgte vi legionellas transmissionsvej til luften. At forstå, hvordan ændrede miljøforhold påvirker spredningen af ​​legionella er afgørende for at afbøde dette. vigtig folkesundhedsrisiko."

Miljøpåvirkning på legionellabakterier og sygdomsrisiko

Legionella er meget følsomme over for surhed og forgår hurtigt under lave pH-forhold. I løbet af det sidste halve århundrede, takket være lovgivning designet til at reducere svovldioxidemissioner, er pH-niveauerne i atmosfæren steget, med store fordele for menneskers og miljøets sundhed. Med mindre svovldioxid i atmosfæren er vanddråber, der udsendes fra køletårne ​​og andre vandsystemer, imidlertid mindre sure, hvilket gør det lettere for fastboende Legionella at overleve, blive luftbårne og forblive levedygtige, når de spredes.

UAlbany-forskerne fokuserede på køletårne ​​- vandhåndteringssystemer forbundet med industrielle, kommercielle og store bolig-HVAC-systemer. Blandt de mange steder, hvor Legionella florerer (f.eks. varmtvandsbeholdere, brusehoveder, vandhaner), er køletårne ​​en førende bekymring, fordi de kan udsende faner af luftbårne bakterier, som, når forholdene er til det, kan drive og inficere mennesker så langt som 10 km. væk.

Ved hjælp af data om forekomst af legionærsygdomme fra CDC analyserede holdet sagsnumre og lokaliteter over hele landet. Miljøforhold, herunder atmosfærisk svovldioxid, temperatur, nedbør, relativ fugtighed og UV-indeks blev indregnet i analysen. De fandt ud af, at de nordøstlige stater havde den højeste sygdomsbyrde, med New York øverst på listen.

Holdet indsnævres i New York og undersøgte virkningerne af atmosfærisk svovldioxid og køletårne ​​på antallet af legionærsygdomme. Fra 1992 til 2019 steg sagerne med en hastighed svarende til faldet i svovldioxidkoncentrationen. Med geotaggede data fra New York State registrerede køletårnsdatabase kortlagde holdet sagsnumre mod køletårnsplaceringer og fandt tendenser, der forbinder køletårnsnærhed og sygdomsforekomst.

"Legionella-bakterier kan spredes gennem aerosoler over betydelige afstande, som varierer med de fremherskende miljøforhold som fugtighed, temperatur, vindhastighed og retning," sagde medforfatter Arshad A. Nair, postdoc ved UAlbany's Atmospheric Sciences Research Center. "Risikoen for hospitalsindlæggelse for legionærsyge stiger med nærhed til et køletårn. Her viser vi, at den gennemsnitlige rækkevidde af forhøjet risiko strækker sig til 7,3 km fra et køletårn; denne rækkevidde har været stigende i løbet af de sidste to årtier."

Informering af folkesundhedsstrategi

Holdets resultater er især vigtige for at beskytte sårbare befolkningsgrupper, der uforholdsmæssigt oplever tilstande, der øger risikoen for legionærsygdomme, såsom at bo i nærheden af ​​industrielle eller tætbefolkede områder eller have allerede eksisterende sundhedstilstande.

"Selvom der er mange dokumenterede rapporter, der forbinder køletårne ​​med større udbrud af legionærsygdomme, hjælper denne undersøgelse med at forklare de mange 'sporadiske' tilfælde," siger Ursula Lauper, klinisk assisterende professor ved Institut for Miljøsundhedsvidenskab ved UAlbanys School of Public Health og Sektionschef for vandsystemers kontrol og analyse ved NYS Department of Health. "Det er vigtigt, at køletårne ​​regelmæssigt overvåges, testes og rengøres. NYS regulering kræver, at der udtages prøver af køletårne ​​for Legionella hver 90. dag, mens de er i brug.

"Fordi vi ved, at der er forskellige forekomster af legionærsygdom rundt omkring i staten, bruger vi resultaterne fra denne undersøgelse til at udvikle forebyggelses- og bevidstgørelsesstrategier. Vi fortsætter med at arbejde tæt sammen med vores regionale kontorer og lokale sundhedsafdelingspartnere for at håndhæve statens køletårnsbestemmelser og at undersøge klynger, mens man også arbejder med de større spørgsmål som atmosfæriske effekter."

"Grunden til, at legionærer er steget siden 2000, kan forklares med flere komplekse ændringer, som vi planlægger at undersøge dybere i fremtidige undersøgelser," siger Shao Lin, professor og formand for UAlbanys afdeling for miljøsundhedsvidenskab ved School of Public Health. "Igangværende emissionsreduktionspolitikker har væsentligt reduceret luftforureningsniveauer og byrder for hjerte- og luftvejssygdomme i NYS. Denne nye forskning har til formål at afklare en af ​​mange faktorer, der former risikoen for luftvejssygdomme."

Beskyttelse af mennesker og miljøet

På trods af de nye resultater er reduktion af forurening og atmosfærisk surhed utvivlsomt godt for mennesker og miljø. Yu sammenlignede holdets resultater med at forstå bivirkningerne af en livreddende medicin.

"I dette tilfælde forventes 'bivirkningerne' at være meget mindre end de velkendte sundhedsmæssige fordele ved reduceret luftforurening," sagde Yu. "Vores undersøgelse er et forsøg på at identificere sådanne bivirkninger, som kan hjælpe med at informere strategier til at afbøde dem og samtidig bevare luftkvaliteten og dens mange fordele.

"Dette arbejde viser et vigtigt samarbejde mellem det akademiske samfund og statslige agenturer for at løse et spirende miljøproblem i den virkelige verden. Denne form for samarbejde er især kritisk, da luftkvalitet og miljøforhold kan have komplekse sammenhænge med andre sygdomme (herunder hjerte-kar- og luftvejssygdomme) , neurologiske lidelser og perinatale komplikationer), især med skiftende klima og atmosfæriske kemiske sammensætninger."

"Yderligere forskning er nødvendig for at udarbejde specifikke politiske anbefalinger til at løse dette problem," sagde Lin. "Dernæst vil vores team samarbejde med NYSDOH for at dykke dybere, herunder at kontrollere for potentielle konfoundere som co-forurenende stoffer, miljømæssige og genetiske faktorer og meteorologiske forhold forbundet med klimaændringer. Vi vil også bruge AI-metoder til at udvikle en forudsigelig model for Legionella inkl. naturlige, byggede og sociale faktorer."

Flere oplysninger: Fangqun Yu et al., Mystisk hurtig stigning i forekomsten af ​​legionærsygdomme korrelerer med faldende atmosfærisk svovldioxid, PNAS Nexus (2024). DOI:10.1093/pnasnexus/pgae085

Journaloplysninger: PNAS Nexus

Leveret af University at Albany