Lungor i lågor: Vildbrandsrök, incidenta sjukdomar, utsatta populationer och samhällsvärden i Kanada (LoF)

SYFTE: Att använda svar på kontrollerade humana exponeringar för vedrök, som en modell för skogsbrandsrök (WFS), för att kvantifiera risken för, och lägga till biologisk rimlighet för, antagandet att WFS-relaterade partiklar med en diameter på 2,5 mikrometer eller mindre (PM2.5) bidrar till utvecklingen av neurologiska och kroniska lungsjukdomar.

Studieexponeringsgrupper:

Grupp A: 3 på varandra följande dagar med 2h vedröksexponeringar vid 35 µg/m3 PM2.5 Grupp B: 3 på varandra följande dagar med 2h vedröksexponeringar vid 105 µg/m3 PM2.5 Grupp C: 2 på varandra följande dagar med filtrerad luft (FA), följt av 1 dag med en 2h vedröksexponering vid 315 µg/m3 PM2.5

HYPOTES, MOTIVERINGAR OCH MÅL Mål 1A: Öka rimligheten för, och kvantifiera risken för, WFS-bidrag till kronisk lungsjukdom.

Hypotes 1A: Forskarna kommer att fastställa mekanismer som rimligen länkar WFS-exponering till utvecklingen av kronisk sjukdom, genom att koppla WFS-exponeringar till nedgång i lungfunktion, astma, kroniskt obstruktiv lungsjukdom (KOL) eller lungcancer.

Att bedöma rimligheten i att länka WFS-exponering till kroniska lungsjukdomar som astma, KOL och lungcancer.

Att utvärdera de biologiska effekterna av WFS på luftvägarna.

• Specifikt, vilka är effekterna av exponeringskoncentration, intensitet och tid på inflammatoriska och immunmodulatoriska svar på WFS-exponering?
• Flera biologiska vägar kan länka WFS-exponeringar med utvecklingen av kroniska luftvägssjukdomar som astma, KOL och lungcancer. Dessa inkluderar effekter av oxidativ stress och inflammation på epitelbarriärens integritet, vilket kan underlätta kontakt med immunceller, allergisensibilisering, ökad infektionskänslighet och vävnadsommodellering som försämrar lungfunktionen. Epigenetik, särskilt DNA-metylering (DNAm), är en annan potentiell mekanism som länkar WFS till kronisk sjukdom, och luftvägsmikrobiomet kan också bidra genom flera vägar. Men WFS skiljer sig från allmän stadsluft- och trafikrelaterad luftförorening (TRAP), så effekter av TRAP-exponering som hittills har påvisats kan inte antas gälla för WFS.

Mål 1B: Använd en kontrollerad humana exponeringsstudie för att identifiera, över olika intensiteter av WFS-exponering:

1.1 Neurokognitiva förändringar relevanta för utvecklingen av kroniska neurologiska sjukdomar 1.2 Temporala mönster för uppkomst och upplösning av relevanta cirkulerande neuroinflammatoriska markörer 1.3 Kön, ålder och genetik som effektmodifierande predisponerande faktorer för ovanstående fenomen

Hypotes 1B: Forskarna kommer att påvisa störningar i hjärnans standardlägesnätverk (DMN), och intensitetsberoende ökningar av cirkulerande neuroinflammatoriska markörer, särskilt hos äldre individer och de med genotyper som ger bristfällig antioxidantmetabolism eller de som ger risk för demens.

FORSKNINGSDESIGN En randomiserad, dubbelblindad, korsningskontrollerad humana exponeringsstudie.

STATISTISK ANALYS Data kommer att analyseras i R med generaliserade och linjära mixed-effects-modeller. Modeller kommer att köras med exponering som en fix effekt och deltagar-ID som en slumpmässig effekt.