Zmniejszenie zanieczyszczenia powietrza w celu obniżenia ciśnienia krwi (AIR PRESSURE)

1. Zanieczyszczenie powietrza spowodowane drobnymi cząstkami stałymi o średnicy aerodynamicznej <2,5 μm (PM2,5) jest piątym wiodącym czynnikiem ryzyka globalnej śmiertelności,1,2 głównie z powodu chorób układu krążenia (CVD).3-5 Chociaż odpowiedzialnych jest za to kilka mechanizmów,4,6 podwyższenie ciśnienia krwi (BP) wywołane przez PM2,5 zostało zidentyfikowane jako kluczowa ścieżka.7-10 Krótkoterminowa (godzina-dni) ekspozycja na PM2,5 zwiększa ciśnienie skurczowe (SBP) o 2-10 mmHg w sposób zależny od dawki, podczas gdy ekspozycja długoterminowa (miesiące lub lata) sprzyja wystąpieniu nadciśnienia tętniczego (HTN).7, 11,12 Istotne mechanizmy obejmują zapalenie ogólnoustrojowe, dysfunkcję autonomiczną i naczyniową oraz aktywację układu renina-angiotensynaaldosteron (RAAS).4,5,7 Ostatnie szacunki rocznej śmiertelności PM2,5 wynoszą 8,9 miliona na całym świecie, częściowo z powodu HTN, w której pośredniczy PM2,5.1,13 Narażenie na obecne poziomy pyłu PM2,5 z otoczenia w USA wiąże się z podwyższonym BP, zwiększonym ryzykiem CVD i szacunkowo 213 000 zgonów rocznie.1 Biorąc pod uwagę miliardy ludzi, których to dotyczy, PM2,5 jest niezależnym (modyfikowalnym) czynnikiem ryzyka HTN o globalnym znaczeniu dla zdrowia publicznego. Dlatego łagodzenie klinicznie istotnego wzrostu BP spowodowanego zanieczyszczeniem powietrza poprzez zmniejszenie narażenia na pył PM2,5 prawdopodobnie przyczyni się do zmniejszenia śmiertelności związanej z chorobami układu krążenia.
2. HTN jest głównym czynnikiem ryzyka globalnej zachorowalności i śmiertelności oraz główną przyczyną dysproporcji zdrowotnych. Prawie 50% dorosłych w Stanach Zjednoczonych spełnia kryteria (≥130/80 mm Hg) HTN.14 Utrzymują się poważne dysproporcje, takie jak społeczności zaniedbane, w tym Detroit, mają najwyższą częstość występowania nadciśnienia tętniczego i najsłabsze wyniki leczenia. Coraz więcej dowodów wskazuje, że PM2,5 przyczynia się do tej epidemii nadciśnienia tętniczego,7-11 i że osoby w mniej uprzywilejowanych środowiskach miejskich (np. Detroit) są narażone na wyższe stężenia zanieczyszczeń powietrza.15-17 Społeczności o niskim statusie społeczno-ekonomicznym są szczególnie „wrażliwe” (tj. bardzo narażone) i „podatne” (tj. wyższe ryzyko wystąpienia niekorzystnych skutków zdrowotnych) na zanieczyszczenie powietrza.15,17,18 Wykazano, że w Detroit na śmiertelność z przyczyn sercowo-naczyniowych łącznie wpływają wysokie poziomy PM2,5 i podatność na narażenie w społecznościach kolorowych i o niższym statusie społeczno-ekonomicznym. Badania badaczy wykazały, że zanieczyszczenia powietrza w mieście Detroit są odpowiedzialne za wzrost BP. W związku z tym zajęcie się współepidemią narażenia na pył PM2,5 i chorobami kardiometabolicznymi jest nie tylko kwestią o znaczeniu dla zdrowia publicznego, ale także sprawiedliwością środowiskową dla obszarów miejskich, takich jak Detroit. Tak więc bliźniacze epidemie zanieczyszczenia powietrza i HTN zbiegają się w zaniedbanych społecznościach miejskich (tj. Detroit) i wymagają natychmiastowej uwagi. Nowatorska strategia rekrutacji wykorzystująca mobilne jednostki medyczne (MHU) Wayne State University (WSU) dociera bezpośrednio do społeczności znajdujących się w niekorzystnej sytuacji w całym Detroit, aby osoby dotknięte nieproporcjonalnie PM2,5 i wysokim ciśnieniem tętniczym mogły zostać zapisane.
3. Wewnętrzne przenośne oczyszczacze powietrza (PAC) to nowatorskie podejście do zmniejszania obciążenia zdrowotnego zarówno HTN, jak i PM2,5. W metaanalizie 10 badań PAC (n=604) wykazano, że redukcja PM2,5 o ≈30-60% obniżyła SBP o ≈4 mm Hg w ciągu ≈13 dni.19 W badaniu badaczy obejmującym 40 niepalących mieszkających w miejskich domach seniora, 20 PAC obniżyło osobisty poziom PM2,5 o ≈40% i poranne SBP o 3,2 mmHg w ciągu 3 dni, z większymi redukcjami (≈8 mmHg) u osób otyłych. Pojawiające się dowody wskazują, że otyłość i leżące u jej podstaw nieprawidłowości kardiometaboliczne odgrywają mechanistyczną rolę w podwyższeniu BP wywołanym przez PM2,5 i mogą leżeć u podstaw ich podatności na PM2,5 i zwiększonej reakcji obniżania BP na PAC. Potwierdza to, że populacje często cierpiące na otyłość, w tym Afroamerykanie z nadciśnieniem, mogą odnieść szczególnie duże korzyści z PAC. Potrzebne są kilkutygodniowe próby z wykorzystaniem zdalnych technologii na dużej próbie pacjentów mieszkających we własnych domach we wrażliwych społecznościach miejskich, aby wykazać, czy redukcja BP dzięki stosowaniu PAC jest trwała w rzeczywistych warunkach. Są to cechy i innowacje obecnego badania.

Wszystkie wcześniejsze badania dotyczące interwencji w zakresie narażenia na zanieczyszczenie powietrza wykorzystywały metody kontaktu fizycznego z uczestnikami w celu oceny narażenia i pomiaru BP. Jednak takie metody bezpośredniego kontaktu i wizyt domowych w celu gromadzenia danych podczas tej pandemii COVID-19 stają się wyzwaniem i niebezpieczne zarówno dla badaczy, jak i uczestników badania. Dodatkowo wiąże się to z większymi kosztami siły roboczej i zasobów. Nowoczesne techniki monitorowania, sprzęt i technologie komunikacyjne zapewniają gromadzenie danych przy użyciu metody „niskodotykowej” zdalnego monitorowania redukcji PM i obniżania BP (HBP) w domu, co jest ważne w dobie COVID, a także w celu zmniejszenia obciążenia pacjenta i ograniczenia obserwacji pacjentów. w górę. Może to potencjalnie znacznie zwiększyć skalę, jeśli pacjenci będą mogli wykonywać wszystkie punkty końcowe za pomocą technologii zdalnej. To badanie będzie pierwszym, które przetestuje tę technologię w odniesieniu do badań epidemiologicznych. To nigdy wcześniej nie było testowane.

Ponadto w badaniach przeprowadzonych w przeszłości wykorzystywano populacje mieszane o różnych poziomach BP i statusie choroby. Nie wiadomo, czy obniżenie BP poprzez zmniejszenie ekspozycji na PM2,5 za pomocą PAC będzie również działać u osób z łagodnym nadciśnieniem tętniczym. W tym badaniu badacze skupią się w szczególności na osobach z łagodnym nadciśnieniem tętniczym – pacjentach, którzy faktycznie potrzebują interwencji obniżającej ciśnienie krwi w ramach wczesnego leczenia. Nie analizowano tego w tej populacji z łagodnym HTN.

Badanie to posłuży jako kluczowa próba wykazująca, że ​​PAC są: 1) skuteczną metodą obniżania narażenia na pył PM2,5 i SBP; oraz 2) nowatorska interwencja w leczeniu łagodnego wysokiego BP i potencjalnie zmniejszająca skutki sercowo-naczyniowe PM2,5. 3) Celem badaczy jest wykazanie, że nowatorskie metody zdalnego sterowania bez dotykania są akceptowalne i wiarygodne w ocenie korzyści z interwencji związanych z zanieczyszczeniem powietrza oraz że można je rozszerzyć na tysiące uczestników i przynieść korzyści dużej liczbie wrażliwych członków społeczności.

Obecne badanie ma kilka kluczowych innowacji i wkładów. Będzie to pierwsze badanie PAC, które: 1) Utrzymuje się dłużej niż kilka dni w czasie trwania interwencji, co pozwala nam określić, czy obniżenie BP przy stosowaniu PAC jest trwałe w klinicznie istotnym okresie 21 dni aktywnego stosowania. 2) To badanie jest ≈ 5-krotnie większe niż wcześniejsze badanie w Detroit, aby dostarczyć najbardziej ostatecznych dowodów („próba kluczowa”) i umożliwić testowanie modyfikatorów efektu (np. otyłości) w populacjach średniego ryzyka z łagodnym wysokim BP najprawdopodobniej odniesie korzyść z nowatorskiej interwencji obniżającej BP. 3) Wykorzystaj istniejące MHU WSU, aby zająć się nierównościami środowiskowymi dla pacjentów miejskich z wysokim BP. 4) Zastosuj technologie mobilne i zdalny monitoring, aby rejestrować poziomy BP i PM2,5 w domu metodami „bezdotykowymi” w rzeczywistych warunkach społeczności u pacjentów narażonych na skutki zdrowotne narażenia na wysokie BP i PM2,5.

Badacze wysuwają hipotezę, że 1) stosowanie PAC zmniejszy narażenie w pomieszczeniach na PM2,5, co z kolei zmniejszy SBP. 2) To obniżenie BP w domu będzie trwałe przez kilka tygodni u osób z umiarkowanie wysokim BP. 3) Badanie można przeprowadzić za pomocą zdalnej technologii „niskiego dotyku” (przy użyciu domowych monitorów BP i PM). 4) Ta zdalna technologia będzie możliwa do zastosowania i akceptowalna dla wrażliwych członków społeczności znajdujących się w niekorzystnej sytuacji w całym Detroit.

Główny cel: Określenie, czy w porównaniu z pozorowanym, aktywne stosowanie PAC w okresach istotnych klinicznie może zapewnić trwałe obniżenie poziomu HBP (w ciągu 21 dni) poprzez redukcję drobnego pyłu zawieszonego na poziomie osobistym (PM2,5) narażenie na zanieczyszczenie powietrza u pacjentów z umiarkowanie wysokim BP mieszkających w wrażliwych społecznościach w niekorzystnej sytuacji w całym Detroit.

Cel drugorzędny: Zbadanie biomarkerów klinicznych (wiek, płeć, wskaźnik masy ciała), które przewidują reakcję obniżenia BP na interwencję PAC w celu ukierunkowania populacji ryzyka w interwencjach na większą skalę i przyszłych rzeczywistych warunkach klinicznych oraz przyszłych rzeczywistych warunkach klinicznych ustawienia.