— лёгкий способ обсуждать сложные вещи

Загрязнение воздуха как фактор, способствующий появлению рецедивов и новых случаев рассеянного склероза

You are here

Авторы статьи, не зарегистрировавшиеся: 
М.А. Бинд
Аннотация: 

Изучение влияния воздействия загрязнения воздуха на частоту и случаи рецидивов рассеянного склероза (РС) во всем мире не дает однозначного ответ, но накоплены данные по рассчитанным корреляциям. Различия между нулевыми и положительными взаимосвязями могут частично объясняться различием в дизайне исследования и индивидуальными ограничениями.
Следует отметить, что исследования на крысах и собаках в 2010 и 2013 годах, соответственно, показали, что экспрессия фермента HO-1 и воспалительные факторы усиливались вследствие воздействия PM10 и DEE.
Из восьми изученных ненулевых эпидемиологических исследований дизайн большинства из них носил ретроспективный характер с использованием метеорологических и демографических данных. Это является как преимуществом благодаря количеству участников, так и недостатком, из-за возможной ошибки измерения загрязненности воздуха при оценке персональной экспозиции.
Исследования включали в себя анализ PM10, PM2.5, SO2, NO2, NOx и / или O3, приведенные к PM10 в качестве общего знаменателя. Исследования, проведенные в 2003, 2014–2019 годах в Финляндии, Франции, Иране, Италии и Сербии, свидетельствуют о связи между PM10 и частотой или рецидивом появления рассеянного склероза. Аналогичным образом одно из исследований 2018 года описывает связи между воздействием NO2, O3 и PM10 и рецидивами РС с использованием схемы пересеченных случаев, модель с несколькими загрязняющими веществами устанавливает взаимосвязь только для O3.
В нулевых эпидемиологических исследованиях, включенных в анализ, не было обнаружено никаких связей между воздействием РМ10 и рецидивом или заболеваемостью РС.
Хотя загрязнение воздуха не является убедительным доказательством того, что оно является значительной причиной рассеянного склероза, данные многочисленных исследований связывают заболеваемость и рецидивы с воздействием загрязняющих веществ, особенно PM10.

Ключевые слова: 
загрязнение воздуха, рассеянный склероз, рецидив, твердые частицы, воздействие, загрязняющие вещества
Comments - 18

Dear Christina Zhukovsky! Met with interest your report. Can you suggest the mechanism of influence PM10 on the relapse of multiple sclerosis?

Здравствуйте Марина Александрова. Спасибо за ваш вопрос.

Я предполагаю, что РМ10 активирует аналогичные пути/механизмы, которые увеличивают экспрессию ФНО-α и ИЛ-6. Из Atafar et al (2019) мы знаем, что ФНО-α, ИЛ-1-β и ИЛ-6, выделенные в клетках, подвергшихся воздействию пылевой бури PM10, были примерно в 10 раз больше в сравнением с контролем, эти значения для клеток подвергшихся воздействию PM10 инверсии, были примерно в 10, 12 и 14 раз больше, чем в контроле соответственно. Затем авторы пришли к выводу, что РМ10 как пылевой бури, так и инверсии может играть значительную роль в секреции провоспалительных цитокинов из-за его вредного воздействия на здоровье человека.

ФНО-α

Олмос и соавт (2014) обобщили современные знания клеточных и молекулярных механизмов, с помощью которых ФНО-α связывает нейровоспаление и эксайтотоксические процессы, которые происходят в нескольких нейродегенеративных заболеваний, включая РС. Sharief и соавт (1991), установили, что высокие уровни ФНО-α были обнаружены в спинномозговой жидкости у 53 процента пациентов с хроническим прогрессирующим рассеянным склерозом и не найдено у пациентов со стабильным рассеянным склерозом (P менее 0,001). Sharief et al (1991) также отметили, что у пациентов с хроническим прогрессирующим рассеянным склерозом средние уровни ФНО-α были значительно выше в спинномозговой жидкости, чем в соответствующих образцах сыворотки крови (52,41 против 11,88 ЕД на миллилитр; диапазон от 2 до 178 против 2 до 39; р менее 0,001). У этих пациентов уровень ФНО-α в спинномозговой жидкости коррелировал со степенью инвалидизации (r = 0,834, Р менее 0,001) и частотой неврологического ухудшения (r = 0,741, Р менее 0,001) до начала исследования.
Rieckmann et al (1995) изучили колебания экспрессии мРНК ФНО-α у 6 пациентов со стабильным течением заболевания, которым проводилось активное магнитно-резонансное сканирование при последующем наблюдении. Не было обнаружено корреляции активности заболевания с интерлейкином-6, но они пришли к выводу, что вариации экспрессии мРНК цитокинов в мононуклеарных клетках крови коррелируют с активностью заболевания при рецидивирующем-ремиттирующем рассеянном склерозе и что это может быть ценным параметром для наблюдения иммунологического статуса пациентов в будущих клинических испытаниях.

ИЛ-6

Мышиная модель в Barr et al (2012) привела авторов к выводу, что механизм патогенеза может также действовать при рассеянном склерозе (РС), поскольку в-клетки больных РС продуцируют больше IL-6, чем B-клетки здоровых контрольных групп, и эта аномалия нормализуется с восстановлением B-клеток после лечения ритуксимабом.

Статьи:

Atafar Z, Pourpak Z, Yunesian M, et al. Proinflammatory effects of dust storm and thermal inversion particulate matter (PM10) on human peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) in vitro: a comparative approach and analysis. J Environ Health Sci Eng. 2019;17(1):433‐444. Published 2019 Apr 18. doi:10.1007/s40201-019-00362-1
Sharief MK, Hentges R. Association between tumor necrosis factor-α and disease progression in patients with multiple sclerosis. The New England Journal of Medicine. 1991;325(7):467–472.
Rieckmann P, Albrecht M, Kitze B, et al. Tumor necrosis factor-α messenger RNA expression in patients with relapsing-remitting multiple sclerosis is associated with disease activity. Annals of Neurology. 1995;37(1):82–88.
Olmos G, Lladó J. Tumor necrosis factor alpha: a link between neuroinflammation and excitotoxicity. Mediators Inflamm. 2014;2014:861231. doi:10.1155/2014/861231
Barr TA, Shen P, Brown S, Lampropoulou V, Roch T, Lawrie S et al. (2012) B cell depletion therapy ameliorates autoimmune disease through ablation of IL-6-producing B cells. J Exp Med 209: 1001–1010. jem.20111675 [pii]; 10.1084/jem.20111675

------ In English below-----

Hi Dr. Zemlyanova, Thank you so much for your question.

The short answer would be that, in my opinion, PM10, activates similar pathways/mechanisms which increase TNF-α and IL-6 expression. From Atafar et al (2019) we know that TNF-α, IL1-β, and IL-6 secreted in cells exposed to PM10 of dust storm were about 10 times more than the controls, these values for cells exposed to PM10 of inversion were around 10, 12, and 14 times more than the controls, respectively. The authors then concluded that the PM10 of both dust storm and inversion can play a significant role in proinflammatory cytokine secretion due to its harmful effect on human health.

TNF-α
Olmos et al (2014) summarized the current knowledge at the time of the cellular and molecular mechanisms by which TNF-α links the neuroinflammatory and excitotoxic processes that occur in several neurodegenerative diseases including MS. Olmos et al had included MS by citing Sharief et al (1991) where it was found that high levels of of TNF-alpha were found in the cerebrospinal fluid of 53 percent of the patients with chronic progressive multiple sclerosis and in none of those with stable multiple sclerosis (P less than 0.001). And Sharief et al (1991) also mentioned that in patients with chronic progressive multiple sclerosis, mean TNF-alpha levels were significantly higher in the cerebrospinal fluid than in corresponding serum samples (52.41 vs. 11.88 U per milliliter; range, 2 to 178 vs. 2 to 39; P less than 0.001). In these patients, cerebrospinal fluid levels of TNF-alpha correlated with the degree of disability (r = 0.834, P less than 0.001) and the rate of neurologic deterioration (r = 0.741, P less than 0.001) before the start of the study.

Rieckmann et al (1995) looked at fluctuations in the mRNA expression of tumor necrosis factor-alpha in 6 patients with stable disease who had active magnetic resonance scans on follow-up. There was no correlation of disease activity with interleukin -6 but they did conclude that variations in cytokine mRNA expression in blood mononuclear cells are correlated with disease activity in relapsing-remitting multiple sclerosis and that it may be a valuable parameter to monitor the immunological status of patients in future clinical trials.

IL-6

The mouse model in Barr et al (2012) led the authors to conclude that the mechanism of pathogenesis may also operate in multiple sclerosis (MS) because B cells from MS patients produced more IL-6 than B cells from healthy controls, and this abnormality was normalized with B cell reconstitution after Rituximab treatment

Articles I found:
Atafar Z, Pourpak Z, Yunesian M, et al. Proinflammatory effects of dust storm and thermal inversion particulate matter (PM10) on human peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) in vitro: a comparative approach and analysis. J Environ Health Sci Eng. 2019;17(1):433‐444. Published 2019 Apr 18. doi:10.1007/s40201-019-00362-1
Sharief MK, Hentges R. Association between tumor necrosis factor-α and disease progression in patients with multiple sclerosis. The New England Journal of Medicine. 1991;325(7):467–472.
Rieckmann P, Albrecht M, Kitze B, et al. Tumor necrosis factor-α messenger RNA expression in patients with relapsing-remitting multiple sclerosis is associated with disease activity. Annals of Neurology. 1995;37(1):82–88.
Olmos G, Lladó J. Tumor necrosis factor alpha: a link between neuroinflammation and excitotoxicity. Mediators Inflamm. 2014;2014:861231. doi:10.1155/2014/861231
Barr TA, Shen P, Brown S, Lampropoulou V, Roch T, Lawrie S et al. (2012) B cell depletion therapy ameliorates autoimmune disease through ablation of IL-6-producing B cells. J Exp Med 209: 1001–1010. jem.20111675 [pii]; 10.1084/jem.20111675

Good afternoon, Christina Zhukovsky and Anne-Marie Landtblom !
Please answer the question: are there any differences in the mechanisms of development of multiple sclerosis caused by the action of pollutants from the air and, for example, genetic or infectious factors?
Добрый день, Кристина Жуковская и Анна-Мария Ландлом!
Пожалуйста, ответьте на вопрос: есть ли различия в механизмах развития рассеянного склероза, вызванного воздействием загрязнителей из воздуха и, например, генетических или инфекционных факторов?

Добрый день Юлия Вячеславовна. Спасибо вам за вопрос.

Если взять работу Hafler и соавторы(2007), они пришли к выводу, что аллели IL2RA и IL7RA, а также те, что находятся в локусе HLA, идентифицируются как наследуемые факторы риска развития рассеянного склероза. IL2RA-это трансмембранный белок типа I, присутствующий в активированных Т-клетках, активированных В-клетках, некоторых тимоцитах, миелоидных предшественниках и олигодендроцитах. Так как В-клетки связаны с ФНО-α и ИЛ-6, я предполагаю, что РМ10 активирует аналогичные пути/механизмы, которые увеличивают экспрессию ФНО-α и ИЛ-6. Из Atafar et al (2019) мы знаем, что ФНО-α, ИЛ-1-β и ИЛ-6, выделенные в клетках, подвергшихся воздействию пылевой бури PM10, были примерно в 10 раз больше в сравнением с контролем, эти значения для клеток подвергшихся воздействию PM10 инверсии, были примерно в 10, 12 и 14 раз больше, чем в контроле соответственно. Затем авторы пришли к выводу, что РМ10 как пылевой бури, так и инверсии может играть значительную роль в секреции провоспалительных цитокинов из-за его вредного воздействия на здоровье человека.

Hafler DA, Compston A, Sawcer S, Lander ES, Daly MJ, DeJager PL, et al. Risk alleles for multiple sclerosis identified by a genome-wide study. N Engl J Med 2007;357(9):851–62.
Atafar Z, Pourpak Z, Yunesian M, et al. Proinflammatory effects of dust storm and thermal inversion particulate matter (PM10) on human peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) in vitro: a comparative approach and analysis. J Environ Health Sci Eng. 2019;17(1):433‐444. Published 2019 Apr 18. doi:10.1007/s40201-019-00362-1
Sharief MK, Hentges R. Association between tumor necrosis factor-α and disease progression in patients with multiple sclerosis. The New England Journal of Medicine. 1991;325(7):467–472.
Rieckmann P, Albrecht M, Kitze B, et al. Tumor necrosis factor-α messenger RNA expression in patients with relapsing-remitting multiple sclerosis is associated with disease activity. Annals of Neurology. 1995;37(1):82–88.
Olmos G, Lladó J. Tumor necrosis factor alpha: a link between neuroinflammation and excitotoxicity. Mediators Inflamm. 2014;2014:861231. doi:10.1155/2014/861231
Barr TA, Shen P, Brown S, Lampropoulou V, Roch T, Lawrie S et al. (2012) B cell depletion therapy ameliorates autoimmune disease through ablation of IL-6-producing B cells. J Exp Med 209: 1001–1010. jem.20111675 [pii]; 10.1084/jem.20111675

Дорогая Кристина, связь заболевания рассеянным склерозом , особенно его дебюта и рецидивов представляет серьезный научный интерес как в гигиене , так и здравоохранении.Скажите, пожалуйста, по каким потенциальным патогенетическим путям может развиваться или иметь модифицированное течение рассеянный склероз при воздействии взвешенных веществ?

Здравствуйте Нина Владимировна. Спасибо за ваш вопрос.

Я предполагаю, что РМ10 активирует аналогичные пути/механизмы, которые увеличивают экспрессию ФНО-α и ИЛ-6, а тогда и предположительно В-клеткок. Из Atafar et al (2019) мы знаем, что ФНО-α, ИЛ-1-β и ИЛ-6, выделенные в клетках, подвергшихся воздействию пылевой бури PM10, были примерно в 10 раз больше в сравнением с контролем, эти значения для клеток подвергшихся воздействию PM10 инверсии, были примерно в 10, 12 и 14 раз больше, чем в контроле соответственно. Затем авторы пришли к выводу, что РМ10 как пылевой бури, так и инверсии может играть значительную роль в секреции провоспалительных цитокинов из-за его вредного воздействия на здоровье человека. Так-же, если взять работу Parkash et al (2005) то фактор некроза опухоли-альфа может индуцировать изменения в инсулинпродуцирующих бета-клетках приводя к инсулину. Возможно предрасположенность к нескольким болезням а так-же возможное их провоцирование из вне влияет на течение РС - каскадный эффект, который подпитывается многими, казалось бы, не связанными между собой факторами и предрасположенностями.

Parkash J, Chaudhry MA, Rhoten WB.(2005)Tumor necrosis factor-alpha-induced changes in insulin-producing beta-cells.Anat Rec A Discov Mol Cell Evol Biol. 2005 Oct;286(2):982-93.
Atafar Z, Pourpak Z, Yunesian M, et al. Proinflammatory effects of dust storm and thermal inversion particulate matter (PM10) on human peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) in vitro: a comparative approach and analysis. J Environ Health Sci Eng. 2019;17(1):433‐444. Published 2019 Apr 18. doi:10.1007/s40201-019-00362-1

Дорогая Анна- Мария! Благодарю Вас за активное участие в подготовке и работе конференции. Очень сожалею, что не принимаем Вас как наших гостей в Перми из-за пандемии. Тем не менее, в этой новой форме работы есть новые возможности общения. Спасибо за прекрасные материалы. которые представили Вы и соавторы, мы внимательно их изучаем.Надеюсь на продолжение наших научных контактов. С наилучшими пожеланиями, Н.Зайцева

Передам и переведу сообщение Анне-Марие :)

С уважением,
Кристина

Глубокоуважаемые коллеги, с интересом ознакомился с вашей работой. Сильной стороной является анализ не только клинических, но и экспериментальных исследований.
Возникло несколько вопросов:
1. Присоединяясь к предыдущим экспертам, хотелось бы услышать более развернутые варианты, хотя бы и гипотетические, механизмов влияния взвешенных частиц на частоту новых случаев и рецидивов рассеянного склероза. Учитывая, что прежде всего рассеянный склероз аутоиммунное заболевание, не считаете ли вы, что основной "точкой приложения" указанных вами загрязнителей является иммунная система?
2. По данным изученных вами работ, изменяется только частота возникновения и рецидивов заболевания или может происходить изменение клинической картины, тяжести течения (патоморфоз) рассеянного склероза в зависимости от изученных факторов?

Здравствуйте Дмитрий Владимирович. Спасибо за ваш вопрос.

  1. Да, считаю, что вы правы по поводу "точки приложения". Я предполагаю, что РМ10 активирует аналогичные пути/механизмы, которые увеличивают экспрессию ФНО-α и ИЛ-6. Из Atafar et al (2019) мы знаем, что ФНО-α, ИЛ-1-β и ИЛ-6, выделенные в клетках, подвергшихся воздействию пылевой бури PM10, были примерно в 10 раз больше в сравнением с контролем, эти значения для клеток подвергшихся воздействию PM10 инверсии, были примерно в 10, 12 и 14 раз больше, чем в контроле соответственно. Затем авторы пришли к выводу, что РМ10 как пылевой бури, так и инверсии может играть значительную роль в секреции провоспалительных цитокинов из-за его вредного воздействия на здоровье человека.

ФНО-α

Олмос и соавт (2014) обобщили современные знания клеточных и молекулярных механизмов, с помощью которых ФНО-α связывает нейровоспаление и эксайтотоксические процессы, которые происходят в нескольких нейродегенеративных заболеваний, включая РС. Sharief и соавт (1991), установили, что высокие уровни ФНО-α были обнаружены в спинномозговой жидкости у 53 процента пациентов с хроническим прогрессирующим рассеянным склерозом и не найдено у пациентов со стабильным рассеянным склерозом (P менее 0,001). Sharief et al (1991) также отметили, что у пациентов с хроническим прогрессирующим рассеянным склерозом средние уровни ФНО-α были значительно выше в спинномозговой жидкости, чем в соответствующих образцах сыворотки крови (52,41 против 11,88 ЕД на миллилитр; диапазон от 2 до 178 против 2 до 39; р менее 0,001). У этих пациентов уровень ФНО-α в спинномозговой жидкости коррелировал со степенью инвалидизации (r = 0,834, Р менее 0,001) и частотой неврологического ухудшения (r = 0,741, Р менее 0,001) до начала исследования.
Rieckmann et al (1995) изучили колебания экспрессии мРНК ФНО-α у 6 пациентов со стабильным течением заболевания, которым проводилось активное магнитно-резонансное сканирование при последующем наблюдении. Не было обнаружено корреляции активности заболевания с интерлейкином-6, но они пришли к выводу, что вариации экспрессии мРНК цитокинов в мононуклеарных клетках крови коррелируют с активностью заболевания при рецидивирующем-ремиттирующем рассеянном склерозе и что это может быть ценным параметром для наблюдения иммунологического статуса пациентов в будущих клинических испытаниях.

ИЛ-6

Мышиная модель в Barr et al (2012) привела авторов к выводу, что механизм патогенеза может также действовать при рассеянном склерозе (РС), поскольку в-клетки больных РС продуцируют больше IL-6, чем B-клетки здоровых контрольных групп, и эта аномалия нормализуется с восстановлением B-клеток после лечения ритуксимабом.

  1. Частота возникновения и рецидивов заболевания чаще упоминается, чем клиническая картина. Думаю, что происходит изменение клинической картины, но увы, существует недостаточно исследований, сочетающих физиологические изменения с внешними факторами окружающей среды у больных РС.

Статьи:

Atafar Z, Pourpak Z, Yunesian M, et al. Proinflammatory effects of dust storm and thermal inversion particulate matter (PM10) on human peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) in vitro: a comparative approach and analysis. J Environ Health Sci Eng. 2019;17(1):433‐444. Published 2019 Apr 18. doi:10.1007/s40201-019-00362-1
Sharief MK, Hentges R. Association between tumor necrosis factor-α and disease progression in patients with multiple sclerosis. The New England Journal of Medicine. 1991;325(7):467–472.
Rieckmann P, Albrecht M, Kitze B, et al. Tumor necrosis factor-α messenger RNA expression in patients with relapsing-remitting multiple sclerosis is associated with disease activity. Annals of Neurology. 1995;37(1):82–88.
Olmos G, Lladó J. Tumor necrosis factor alpha: a link between neuroinflammation and excitotoxicity. Mediators Inflamm. 2014;2014:861231. doi:10.1155/2014/861231
Barr TA, Shen P, Brown S, Lampropoulou V, Roch T, Lawrie S et al. (2012) B cell depletion therapy ameliorates autoimmune disease through ablation of IL-6-producing B cells. J Exp Med 209: 1001–1010. jem.20111675 [pii];

Кристина, благодарю за подробный и содержательный ответ. Успехов Вам в дальнейшей работе.

Большое спасибо, вам тоже! И благодарю за очень интересные вопросы.

Глубокоуважаемые коллеги, Ваши данные представляют исключительное значение для понимания вклада загрязнения воздушной среды в возникновение и распространенность РС.
Имеются ли сведения об опыте применения накопленных знаний в этиологии РС в формировании программ мониторинга качества окружающей среды, ориентированного на контроль и профилактику факторов риска развития этого заболевания, представляющего медико-социальную проблему во всем мире и выходящего на одно из ведущих мест среди болезней, приводящих к инвалидности молодежи?

Здравствуйте Тамара Анатольевна. Спасибо за ваш вопрос.

Это отличная идея! Я, к сожалению, не встречала такой информации.

Уважаемая, Кристина, благодарю за такой детальный ответ. Обязательно учтем эти показатели в дальнейших исследованиях

Thank you for the very interesting review on the impact of environmental pollution (in particular PM10) on the formation of multiple sclerosis. Dear authors, do you plan to organize your own research work on this topic?

Спасибо за интересный обзор о влиянии загрязнения окружающей среды (в частности, PM10) на формирование рассеянного склероза. Уважаемые авторы, планируете ли вы организовать и провести собственное исследование на эту тему?

Здравствуйте Кристина Владимировна. Спасибо за ваш вопрос. Marie-Abèle Bind планирует проводить исследования в этом направление. Она уже представила две статьи на эту тему. Больше деталей я не знаю. С ней можно легко связаться через электронную почту, могу предоставить её если нужно.

С уважением,
Кристина

Благодарю Вас за ответ! Обязательно ознакомлюсь со статьями! Желаю Вам и Marie-Abèle Bind профессиональных успехов!