观点文章

前面。过敏,2023年2月02
秒。环境&职业因素
卷4 - 2023 | https://doi.org/10.3389/falgy.2023.1063982

环境退化和过敏性疾病的增加负担:需要确定氮污染的影响

托拜厄斯Ceulemans ^1、2,

Paulien Verscheure ³,

卡洛琳Shadouh⁴,

Kasper阿²,

布莱希特Devleesschauwer ^5、6,

凯瑟琳Linard⁷,

尼古拉斯Dendoncker⁷,

妮可Speybroeck ⁴,

尼古拉斯Bruffaerts ⁸,

奥利弗Honnay²,

里克Schrijvers ³和

英国皇家空军Aerts ^{2,9 *}

¹部门生物学、UAntwerpen Antwerpen,比利时
²划分生态、进化和生物多样性保护,KU鲁汶比利时鲁汶
³KU鲁汶的微生物学,免疫学和移植,变态反应与临床免疫学研究小组,KU鲁汶比利时鲁汶
⁴德研究所精心设计的健康和法国、加州大学鲁汶Louvain-la-Neuve,比利时
⁵流行病学和公共健康系,Sciensano,比利时布鲁塞尔
⁶Infectiology平移生理学系、公共卫生、Merelbeke,比利时根特大学
⁷那慕尔大学地理系,比利时那慕尔
⁸真菌学和空气生物学,Sciensano,比利时布鲁塞尔
⁹风险和健康影响评估、Sciensano布鲁塞尔,比利时

日益沉重的负担,花粉过敏

过敏性鼻炎、结膜炎和哮喘是常见的过敏的表现(1)。这些过敏疾病与一个相对高的现代社会的健康负担,因为他们的高患病率,往往终生发病率,对心理健康和幸福的影响。因此,他们是一个主要公共卫生问题(2)。过去的几十年中,全球过敏患病率和致敏率增加(1,3- - - - - -7)。这普遍预计将进一步增加在接下来的几十年。

一方面,增加预计通过更好的普通人群的理解过敏的数量将会增加患者寻求帮助(8)。此外,更好的诊断方法的实现可能会增加病人的数量得到诊断。即便如此,这些年来越来越流行与传统皮测试已经观察到,长期的护理标准呼吸道过敏诊断(7)。另一方面,过敏疾病的上升还预计由于各种环境的变化和现代生活方式之间的相互作用(1,9- - - - - -11)。

这样一个互动是空气污染,伴随城市化在全球的增长,更加剧了呼吸道疾病包括暴露于花粉过敏性鼻炎的结果(12)。描述了几种机制的空气污染会影响花粉过敏原诱发过敏症状的病人和他们的能力。首先,增加环境臭氧(O₃)和环境有限公司₂记录浓度改变过敏花粉粒的性质在草和树种(4,13- - - - - -15)。其次,空气污染也会引起呼吸道炎症,上皮屏障损伤,因此启动航空和促进过敏原访问(16)。此外,短暂暴露于二氧化氮(没有₂)导致了一个增强的嗜酸性活动针对过敏原pollen-allergenic哮喘患者(17)。同时,暴露于二氧化氮小鼠模型能够诱发过敏反应雾化卵子,一种无害的蛋白质本身不触发免疫反应(18)。花粉暴露于臭氧和没有₂也表明氧化防御机制的激活增加而增加IgE识别(19)。此外,空气污染会影响过敏原蛋白质结构诱导转录后修饰如蛋白质硝化,从而增加特定过敏原IgE水平(20.,21)。最后,空气污染物暴露一直与致敏花粉过敏原和pollen-allergic症状(22- - - - - -25)。

这些影响可能是物种依赖和减少一些物种的花粉负载时,它也可能增加。敏的病人也导致不同的季节性概要文件和地区的不同而不同。整体效果会导致花粉过敏患者暴露于更多的某些花粉类型和可能越来越强有力的花粉,这往往更久。这个升级变应性疾病的负担和社会成本。此外,在最近的全球大流行的背景下,花粉过敏患者可能更容易受到传染病包括COVID-19、花粉接触削弱了先天防御呼吸道病毒(26)和非托管花粉热可能会增加病毒传播的风险,例如通过过度打喷嚏(27)。

环境氮污染导致越来越流行的过敏?

呼吸道过敏性疾病的风险也可能加剧了全球环境变化。事实上,环境变化可以改变植物物种分布范围、花粉和花粉量特征,发病和花粉季节的长度,和大气花粉分布模式(7,10,28- - - - - -30.)。例如,全球气温上升造成的长期变化的时间和持续时间和强度的增加一系列的过敏花粉季节在欧洲,比如桦木,赤杨和榛树(31日- - - - - -34)。因此,根据植物对气候敏感物种及其力量,人类花粉暴露的持续时间和强度发生了变化。

一个潜在的重要的然而开发全球变化驱动程序可能增加高空过敏症和过敏患病率是开车环境氮污染。化石燃料的燃烧和排放的集约农业造成了双重的全球生物活性氮的增加(35,36)。人为扰动全球氮循环因此认定为最大的威胁之一,全球生物圈完整性和人类健康(37- - - - - -40)。在高氮排放地区,总无机氮沉积率远高于50公斤N公顷⁻¹年⁻¹(41)。在欧洲大西洋生物地理的区域,目前的大气氮沉降水平介于2.4和43.5公斤N公顷⁻¹年⁻¹根据土地利用和土地覆盖(42),与集约农业相关的最高水平,城市化和工业(43)。大气氮污染健康风险,例如过敏炎症和哮喘的风险与大气氮氧化物,非常认可(44- - - - - -48)。然而,氮污染对人体健康的潜在影响通过增加土壤氮的可用性和随后的植物吸收氮,尚未量化和机制知之甚少(39,49,50)。然而,我们认为这可能代表重要的花粉过敏患病率增加未知的途径。

生态环境氮富集的影响包括生物多样性丧失、植物群落组成的变化,生态系统简化,和损失的生态系统服务提供能力(51- - - - - -54)。具体来说,氮污染导致生态系统更有效率,这往往成为种类丰富,由几,高度竞争的植物物种(52,55- - - - - -57)。例如,在酸性草地调查在氮沉降梯度在大西洋生物地理的欧洲地区,植物物种丰富度下降了21.7%每增加10公斤总无机氮沉降公顷⁻¹年⁻¹(或= 0.78 (42)]。重要的是花粉过敏的上下文中,氮污染在全球欧石南和草原与草(例如增加生产力Molinia caerulea),成为主导的福布斯和矮灌木(52,58- - - - - -59)。如草花粉是世界上最有害的高空过敏症(60),很容易怀孕,氮污染可能因此改变花粉过敏景观损害呼吸道疾病的社会负担。在森林,氮污染会导致增加树生产力(61年),随后也可能导致增加机载树花粉和过敏的负担。

假设之前,植物群落组成和初级生产力的变化可能会影响空中花粉分布和丰度与后续潜在连锁效应对花粉过敏患者(60,62年)。然而,据我们所知,植物群落组成和生产率的变化受环境氮污染仍有待与花粉过敏的严重程度的变化。然而,在一个不断增加的时代氮污染(39,49,50)和过敏性疾病(1,3- - - - - -6),我们觉得它是迫切需要量化这个途径。

除了植物群落由氮污染的变化,实验表明,植物花粉的生化成分显著改变后氮肥(63年,64年)。这些生化变化很可能影响花粉过敏原效力的重要人类健康的后果,即使植物花粉生产力和社会成分过敏的植物物种将受到氮污染的影响。不幸的是,数据的生化变化,花粉后氮富集是非常稀缺的过敏反应和潜在的影响仍然是一个广泛的知识差距。我们假设nitrogen-induced生化花粉变应原性的变化可能与更严重的过敏症状,表明IgE-specific反应性增加(在体外)或增加过敏症状严重程度评分(在活的有机体内)。

Nitrogen-induced植物物种组成的变化,结合改变过敏属性的植物,可能因此导致景观与高架过敏风险相对于风景的氮污染。此外,更高的组合过敏风险水平的景观和增加过敏症状严重程度升级变应性疾病的负担(图1)。

图1

图1。环境氮污染和过敏性疾病的负担的环境、生物多样性和生态系统功能。(一个)在当前“biodiversity-ecosystem运作”模式,生物多样性和环境变化驱动生态系统功能,如植物生产力(箭头1)。B)环境氮污染可能会导致更改花粉过敏的负担通过结合直接改变(箭头2)和间接改变(箭头3)在非生物环境中,植物物种组成、植物生产力,空中花粉种类成分和丰富,,重要的是,过敏原效力。

结论

环境氮污染可能具有重要的直接和间接影响植物物种组成和生产力的一方面,花粉变应原性的高空过敏症。因此,氮污染可能改变患病率,发病率、和严重程度的过敏疾病通过修改的地方人们生活与更高的风景花粉接触,导致过敏的风险升高,和过敏症状严重程度增加。

氮污染在世界范围内敦促我们确定影响过敏患病率,过敏性症状和严重程度理解,预防和控制这些未知的通路nitrogen-driven过敏对公众健康的风险。

我们认为这些见解需要更好的通知环境政策对减少环境氮污染,目前仅旨在减少空气污染对呼吸道健康的直接影响和支持生物多样性保护。它没有考虑可能影响公共卫生我们这里有概述。然而,提高政策措施不仅可以帮助保持有利的保护生物多样性的现状和脆弱的栖息地,还有助于维持地区的宜居性容易氮污染,如城市化和工业化地区和密集的地区agriculture-indeed大多数人住的地方。

作者的贡献

所有作者列出了一大笔,直接和知识贡献的工作,批准发布。所有作者的文章和批准提交的版本。

资金

作者承认NITROPOL-BE项目的资金(B2/212 / P1 / NITROPOL-BE,协调由RA)由比利时科技政策办公室(BELSPO)在比利时的框架下研究行动通过跨学科的网络(头脑2.0)。支持RS FWO高级临床研究员奖学金(1805518 n)。投资者没有参与的设计和准备手稿。

的利益冲突

作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。

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引用

1。Gilles年代,Akdis C, Lauener R, Schmid-Grendelmeier P,比伯T, Schappi G,等。环境因素的作用在过敏:一个关键的重新评价。Exp北京医学。(2018)27:1193 - 200。doi: 10.1111 / exd.13769