Reduserer luftforurensning til lavere blodtrykk (AIR PRESSURE)

1. Luftforurensning forårsaket av fine partikler med aerodynamisk diameter <2,5 μm (PM2,5) er den femte ledende risikofaktoren for global dødelighet,1,2 hovedsakelig på grunn av hjerte- og karsykdommer (CVD).3-5 Mens flere mekanismer er ansvarlige, ble 4,6 PM2.5-induserte økninger i blodtrykk (BP) identifisert som en nøkkelvei.7-10 Kortsiktige (timer-dager) PM2.5-eksponeringer øker det systoliske BP (SBP) med 2-10 mmHg på en doseavhengig måte, mens langtidseksponeringer (måneder-til-år) fremmer utbruddet av hypertensjon (HTN).7, 11,12 Relevante mekanismer inkluderer systemisk inflammasjon, autonom og vaskulær dysfunksjon og aktivering av renin-angiotensinaldosteron-systemet (RAAS).4,5,7 Nylige estimater av årlig PM2,5-dødelighet er 8,9 millioner globalt, delvis på grunn av PM2,5-mediert HTN.1,13 Eksponering for nåværende nivåer av omgivende PM2,5 i USA er assosiert med forhøyet BP, økt CVD-risiko og en estimert 213 000 dødsfall årlig.1 Gitt de milliarder av mennesker som er berørt, er PM2.5 en uavhengig (modifiserbar) HTN-risikofaktor av global folkehelsebetydning. Derfor vil reduksjon i CVD-relatert dødelighet trolig bidra til å redusere den klinisk signifikante BP-økningen fra luftforurensning ved å redusere PM2.5-eksponeringen.
2. HTN er den ledende risikofaktoren for global sykelighet og dødelighet og en viktig årsak til helseforskjeller. Nesten 50 % av amerikanske voksne oppfyller kriteriene (≥130/80 mm Hg) for HTN.14 Alvorlige forskjeller vedvarer slik at undertjente samfunn, inkludert Detroit, har den høyeste prevalensen av HTN og den dårligste behandlingssuksessen. Flere bevis indikerer at PM2.5 bidrar til denne epidemien av HTN,7-11 og at individer i vanskeligstilte bymiljøer (f.eks. Detroit) står overfor høyere konsentrasjoner av luftforurensninger.15-17 Samfunn med lav sosioøkonomisk status er spesielt "sårbare" (dvs. svært utsatt) og "mottakelige" (dvs. høyere risiko for uønskede helseeffekter) for luftforurensning.15,17,18 I Detroit har CV-dødelighet vist seg å være sammen påvirket av høye PM2.5-nivåer og sårbarhet for eksponering i fargesamfunn og lavere sosioøkonomisk status. Etterforskernes studier har vist at luftforurensninger i byen Detroit er ansvarlige for å øke blodtrykket. Derfor er det ikke bare et spørsmål som har betydning for folkehelse, men også et spørsmål om miljørettferdighet for urbane omgivelser som Detroit å ta opp ko-epidemiene med eksponering for PM2.5 og kardiometabole sykdommer. Dermed konvergerer tvillingepidemiene luftforurensning og HTN i undertjente bysamfunn (dvs. Detroit) og krever umiddelbar oppmerksomhet. Den nye rekrutteringsstrategien som bruker Wayne State University (WSU) mobile helseenheter (MHUs) når direkte ut til vanskeligstilte samfunn over hele Detroit, slik at de som er uforholdsmessig berørt av PM2.5 og høy BP kan bli registrert.
3. Innendørs bærbare luftrensere (PAC) er en ny tilnærming for å redusere helsebelastningen til både HTN og PM2.5. I en metaanalyse av 10 PAC-studier (n=604) ble det vist at en ≈30-60 % reduksjon i PM2.5 senket SBP med ≈4 mm Hg over ≈13 dager.19 I etterforskernes studie av 40 ikke-røykere som bodde i urbane seniorboliger, reduserte 20 PAC-er personlig PM2,5 med ≈40 % og morgen-SBP med 3,2 mmHg over 3 dager, med større reduksjoner (≈8 mm Hg) hos overvektige individer. Nye bevis viser at fedme og underliggende kardiometabolske abnormiteter spiller en mekanistisk rolle i PM2.5-induserte BP-økninger og kan ligge til grunn for deres mottakelighet for PM2.5 og økt BP-senkende respons på PAC. Dette støtter at populasjoner som ofte lider av fedme, inkludert afroamerikanske hypertensive, kan få spesielt sterke fordeler av PAC. Forsøk over flere uker med bruk av fjernteknologier med en stor prøvestørrelse av pasienter som bor i sine egne hjem i sårbare bysamfunn er nødvendig for å demonstrere om BP-reduksjonen fra PAC-bruk er bærekraftig i virkelige omgivelser. Dette er funksjonene og nyvinningene til den nåværende studien.

Tidligere studier innen luftforurensningseksponering har alle brukt fysiske kontaktmetoder med deltakere for å vurdere eksponering og måle BP. Imidlertid blir slike direkte kontakt- og hjemmebesøkmetoder for å samle inn data under denne COVID-19-pandemien en utfordring og utrygg for både etterforskere og studiedeltakere. I tillegg koster det mer arbeidskraft og ressurser. Moderne overvåkingsteknikker, utstyr og kommunikasjonsteknologier gir datainnsamling ved hjelp av en "low touch"-metode for fjernovervåking av PM-reduksjon og hjemme-BP (HBP)-reduksjon, som er viktig i COVID-epoken, samt for å redusere pasientbyrden og redusere pasientoppfølgingen. opp. Dette vil være potensielt sterkt oppskalert dersom pasienter kan gjøre alle endepunkter via fjernteknologi. Denne studien vil være den første som tester denne teknologien når den gjelder epidemiologiske studier. Dette har aldri vært testet før.

I tillegg brukte tidligere studier blandede populasjoner med forskjellige BP-nivåer og sykdomsstatus. Det er ikke kjent om reduksjon av BP ved å redusere PM2.5-eksponering ved bruk av PAC også vil fungere på personer med mild HTN. I denne studien vil etterforskernes fokus spesifikt på personer med mild HTN - pasientene som faktisk trenger blodtrykkssenkende intervensjon for tidlig behandling. Dette er ikke sett på i denne milde HTN-populasjonen.

Denne studien vil tjene som en sentral studie for å demonstrere at PAC er: 1) en effektiv metode for å redusere PM2.5-eksponering og SBP; og 2) en ny intervensjon for å behandle mildt høyt blodtrykk og potensielt redusere de kardiovaskulære effektene av PM2.5. 3) Etterforskernes mål om å vise at nye fjernkontrollmetoder med lav berøring er akseptable og pålitelige for å vurdere fordelene ved luftforurensningsinngrep, og at de kan utvides til tusen deltakere og være til fordel for et stort antall sårbare samfunnsmedlemmer.

Den nåværende studien har flere sentrale nyvinninger og bidrag. Dette vil være den første PAC-studien som: 1) Vedvarer lenger enn noen få dager i intervensjonsvarighet, noe som lar oss fastslå om BP-reduksjon med PAC-bruk er bærekraftig over en klinisk relevant varighet på 21 dager med aktiv bruk. 2) Denne studien er ≈ 5 ganger større enn den tidligere studien i Detroit for å gi de mest definitive bevisene ("pivotal trial") og tillate testing av effektmodifikatorer (f.eks. fedme) i middels risikopopulasjoner med mild høy BP vil mest sannsynlig dra nytte av en ny BP-senkende intervensjon. 3) Utnytt eksisterende WSU MHUer for å adressere miljømessige ulikheter for bypasienter med høyt BP. 4) Bruk mobilteknologi og fjernovervåking for å fange opp BP- og PM2.5-nivåer i hjemmet via "low-touch"-metoder i en reell fellesskapssetting hos pasienter som er sårbare for helseeffektene av høy BP- og PM2.5-eksponering.

Etterforskerne antar at 1) PAC-bruk vil redusere innendørs eksponering for PM2.5 som deretter vil redusere SBP. 2) Denne reduksjonen i hjemme-BP vil være bærekraftig over flere uker hos personer med mildt høyt BP. 3) Studien kan utføres via "low touch" fjernteknologi (ved bruk av hjemme-BP- og PM-monitorer). 4) Denne fjernteknologien vil være brukbar og akseptabel for sårbare medlemmer av vanskeligstilte samfunn over hele Detroit.

Primært mål: For å finne ut om sammenlignet med sham, aktiv PAC-bruk i klinisk relevante perioder kan gi vedvarende reduksjoner i HBP-nivåer (over 21 dager) ved å redusere finpartikler på personlig nivå (PM2,5) eksponering for luftforurensning hos pasienter med lett høyt blodtrykk som bor i sårbare vanskeligstilte samfunn over hele Detroit.

Sekundært mål: Å utforske kliniske biomarkører (alder, kjønn, kroppsmasseindeks) som forutsier den BP-senkende responsen på PAC-intervensjon for å målrette risikopopulasjoner i større intervensjoner og fremtidige kliniske miljøer i den virkelige verden og fremtidig klinisk klinisk innstillinger.