Air pollution can accelerate lung disease as much as a pack a day of cigarettes
Air pollution -- especially ozone air pollution which is increasing with climate change -- accelerates the progression of emphysema of the lung, according to a new study led by the University of Washington, Columbia University and the University at Buffalo.
While previous studies have shown a clear connection of air pollutants with some heart and lung diseases, the new research published in JAMA demonstrates an association between long-term exposure to all major air pollutants -- especially ozone -- with an increase in emphysema seen on lung scans. Emphysema is a condition in which destruction of lung tissue leads to wheezing, coughing and shortness of breath, and increases the risk of death.
"We were surprised to see how strong air pollution's impact was on the progression of emphysema on lung scans, in the same league as the effects of cigarette smoking, which is by far the best-known cause of emphysema," said the study's senior co-author, Dr. Joel Kaufman, UW professor of environmental and occupational health sciences and epidemiology in the School of Public Health.
In fact, the researchers found, if the ambient ozone level was 3 parts per billion higher where you live compared to another location over 10 years, that was associated with an increase in emphysema roughly the equivalent of smoking a pack of cigarettes a day for 29 years. And the study determined that ozone levels in some major U.S. cities are increasing by that amount, due in part to climate change. The annual averages of ozone levels in study areas were between about 10 and 25 ppb.
"Rates of chronic lung disease in this country are going up and increasingly it is recognized that this disease occurs in nonsmokers," said Kaufman, also a professor of internal medicine and a physician at UW School of Medicine. "We really need to understand what's causing chronic lung disease, and it appears that air pollution exposures that are common and hard to avoid might be a major contributor."
The results are based on an extensive, 18-year study involving more than 7,000 people and a detailed examination of the air pollution they encountered between 2000 and 2018 in six metropolitan regions across the U.S.: Chicago, Winston-Salem, N.C., Baltimore, Los Angeles, St. Paul, Minnesota, and New York. The participants were drawn from the Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis (MESA) Air and Lung studies.
"To our knowledge, this is the first longitudinal study to assess the association between long-term exposure to air pollutants and progression of percent emphysema in a large, community-based, multi-ethnic cohort," said first author Meng Wang, an assistant professor of epidemiology and environmental health at the University at Buffalo who conducted the research as a postdoctoral researcher at the UW.
The authors developed novel and accurate exposure assessment methods for air pollution levels at the homes of study participants, collecting detailed measurement of exposures over years in these metropolitan regions, and measurements at the homes of many of the participants. This work in the MESA Air study was led at the University of Washington. While most of the airborne pollutants are in decline because of successful efforts to reduce them, ozone has been increasing, the study found. Ground-level ozone is mostly produced when ultraviolet light reacts with pollutants from fossil fuels.
"This is a big study with state-of-the-art analysis of more than 15,000 CT scans repeated on thousands of people over as long as 18 years. These findings matter since ground-level ozone levels are rising, and the amount of emphysema on CT scans predicts hospitalization from and deaths due to chronic lung disease," said Dr. R. Graham Barr, professor of medicine and epidemiology at Columbia University who led the MESA Lung study and is a senior author of the paper.
"As temperatures rise with climate change," Barr explained, "ground-level ozone will continue to increase unless steps are taken to reduce this pollutant. But it's not clear what level of the air pollutants, if any, is safe for human health."
Emphysema was measured from CT scans that identify holes in the small air sacs of the participants' lungs, and lung function tests, which measure the speed and amount of air breathed in and out.
"This study adds to growing evidence of a link between air pollution and emphysema. A better understanding of the impact of pollutants on the lung could lead to more effective ways of preventing and treating this devastating disease," said James Kiley, director of the Division of Lung Diseases at the National Heart, Lung, and Blood Institute, part of the National Institutes of Health.
"It's important that we continue to explore factors that impact emphysema," Kiley added, "particularly in a large, well-characterized multi-ethnic group of adults such as those represented by MESA."
Meng Wang, Carrie Pistenmaa Aaron, Jaime Madrigano, Eric A. Hoffman, Elsa Angelini, Jie Yang, Andrew Laine, Thomas M. Vetterli, Patrick L. Kinney, Paul D. Sampson, Lianne E. Sheppard, Adam A. Szpiro, Sara D. Adar, Kipruto Kirwa, Benjamin Smith, David J. Lederer, Ana V. Diez-Roux, Sverre Vedal, Joel D. Kaufman, R. Graham Barr. Association Between Long-term Exposure to Ambient Air Pollution and Change in Quantitatively Assessed Emphysema and Lung Function. JAMA, 2019; 322 (6): 546 DOI: 10.1001/jama.2019.10255 

De door de computer vertaalde Engelse tekst (let op: gelet op de vaak technische inhoud van een artikel kunnen bij het vertalen wellicht vreemde en soms niet helemaal juiste woorden en/of zinnen gevormd worden)

Luchtvervuiling kan longziekten evenveel versnellen als een pakje sigaretten per dag
Luchtvervuiling - vooral luchtvervuiling door ozon die toeneemt met de klimaatverandering - versnelt de progressie van longemfyseem, volgens een nieuwe studie onder leiding van de Universiteit van Washington, Columbia University en de Universiteit van Buffalo.
Hoewel eerdere studies een duidelijk verband hebben aangetoond tussen luchtverontreinigende stoffen en sommige hart- en longziekten, toont het nieuwe onderzoek dat in JAMA is gepubliceerd een verband aan tussen langdurige blootstelling aan alle belangrijke luchtverontreinigende stoffen - met name ozon - met een toename van emfyseem gezien op longscans. Emfyseem is een aandoening waarbij vernietiging van longweefsel leidt tot piepende ademhaling, hoesten en kortademigheid en het risico op overlijden verhoogt.
"We waren verrast om te zien hoe sterk de impact van luchtvervuiling was op de progressie van emfyseem op longscans, in dezelfde klasse als de effecten van sigarettenrook, wat verreweg de bekendste oorzaak van emfyseem is," zei de senior medewerker van de studie. -auteur, Dr. Joel Kaufman, UW-hoogleraar milieu- en gezondheidswetenschappen en epidemiologie aan de School of Public Health.
De onderzoekers ontdekten zelfs dat als het ozonniveau in de omgeving 3 delen per miljard hoger was waar je woont in vergelijking met een andere locatie gedurende 10 jaar, dit werd geassocieerd met een toename van emfyseem, ongeveer het equivalent van het roken van een pakje sigaretten per dag gedurende 29 jaar jaar. En de studie stelde vast dat het ozonniveau in sommige grote Amerikaanse steden met dat bedrag toeneemt, gedeeltelijk als gevolg van klimaatverandering. De jaargemiddelden van ozonniveaus in studiegebieden lagen tussen ongeveer 10 en 25 ppb.
"Het aantal chronische longaandoeningen in dit land stijgt en er wordt steeds meer erkend dat deze ziekte voorkomt bij niet-rokers", zegt Kaufman, ook professor in de interne geneeskunde en arts aan de UW School of Medicine. "We moeten echt begrijpen wat chronische longziekte veroorzaakt, en het lijkt erop dat blootstelling aan luchtvervuiling die veel voorkomt en moeilijk te voorkomen is, een belangrijke bijdrage kan leveren."
De resultaten zijn gebaseerd op een uitgebreide, 18-jarige studie met meer dan 7.000 mensen en een gedetailleerd onderzoek naar de luchtvervuiling die ze tussen 2000 en 2018 hebben ondervonden in zes grootstedelijke regio's in de VS: Chicago, Winston-Salem, NC, Baltimore, Los Angeles, St. Paul, Minnesota en New York. De deelnemers waren afkomstig uit de Multi-etnische studie van atherosclerose (MESA) lucht- en longonderzoeken.
"Voor zover wij weten, is dit de eerste longitudinale studie om het verband te beoordelen tussen langdurige blootstelling aan luchtverontreinigende stoffen en progressie van procentemfyseem in een groot, op de gemeenschap gebaseerd, multi-etnisch cohort," zei eerste auteur Meng Wang, een assistent hoogleraar epidemiologie en milieugezondheid aan de universiteit van Buffalo, die het onderzoek uitvoerde als postdoctoraal onderzoeker bij de UW.
De auteurs ontwikkelden nieuwe en nauwkeurige blootstellingsbeoordelingsmethoden voor luchtverontreinigingsniveaus bij de deelnemers van de studie, waarbij gedetailleerde metingen van blootstellingen over jaren in deze grootstedelijke regio's werden verzameld en metingen bij veel van de deelnemers. Dit werk in het MESA Air-onderzoek werd geleid aan de Universiteit van Washington. Hoewel de meeste luchtvervuilende stoffen in verval zijn door succesvolle inspanningen om ze te verminderen, is de ozongroei toegenomen, zo bleek uit het onderzoek. Ozon op leefniveau wordt meestal geproduceerd wanneer ultraviolet licht reageert met verontreinigende stoffen uit fossiele brandstoffen.
"Dit is een groot onderzoek met state-of-the-art analyse van meer dan 15.000 CT-scans herhaald bij duizenden mensen over een periode van 18 jaar. Deze bevindingen zijn belangrijk omdat ozonwaarden op grondniveau stijgen en de hoeveelheid emfyseem op CT-scans voorspelt ziekenhuisopname en sterfgevallen als gevolg van chronische longziekte, "zei Dr. R. Graham Barr, professor in de geneeskunde en epidemiologie aan de Columbia University, die de MESA Long-studie leidde en een senior auteur van het papier is.
"Terwijl de temperatuur stijgt met de klimaatverandering," legde Barr uit, "zal ozon op leefniveau blijven stijgen tenzij er stappen worden ondernomen om deze verontreinigende stof te verminderen. Maar het is niet duidelijk welk niveau van eventuele luchtverontreinigende stoffen veilig is voor de menselijke gezondheid. "
Emfyseem werd gemeten aan de hand van CT-scans die gaten in de kleine luchtzakken van de longen van de deelnemers identificeerden, en longfunctietests, die de snelheid en de hoeveelheid ingeademde lucht meten.
"Deze studie draagt bij aan het groeiende bewijs van een verband tussen luchtvervuiling en emfyseem. Een beter begrip van de impact van verontreinigende stoffen op de long kan leiden tot effectievere manieren om deze verwoestende ziekte te voorkomen en te behandelen," zei James Kiley, directeur van de divisie van longziekten bij het National Heart, Lung en Blood Institute, onderdeel van de National Institutes of Health.
"Het is belangrijk dat we doorgaan met het onderzoeken van factoren die emfyseem beïnvloeden," voegde Kiley toe, "vooral in een grote, goed gekarakteriseerde multi-etnische groep volwassenen zoals die vertegenwoordigd door MESA."