Мировые данные вызывают еще большую озабоченность. Как уже упоминалось, по оценкам ВОЗ, 91 % населения земного шара проживает в местах, где не соблюдаются стандарты качества воздуха. В некоторых странах Восточной Европы, в России и во всем развивающемся мире не существует нормативных актов, подобных Закону о чистом воздухе 1970 г. Простые защитные устройства, такие как фильтры и газоочистители на дымовых трубах, не используются, а базовые законы, которые бы регулировали состав выхлопных газов легковых и грузовых автомобилей, отсутствуют. По этой причине люди подвергаются воздействию сложной смеси твердых и газообразных токсичных веществ от выхлопных газов транспортных средств, дорожной пыли и дыма из заводских труб, и это воздействие в значительной степени способствует развитию не только легочных заболеваний, таких как пневмония, астма и рак, но и инсультов, и болезней сердца. Мы также начинаем понимать, как загрязнения воздействуют на системы организма, ранее считавшиеся не подверженными им: исследование, проведенное в 2017 г. в Колумбийском университете, показало значительное влияние качества воздуха на риск остеопороза, а исследование 2019 г. в Университете Южной Калифорнии указало на связь между влиянием взвешенных частиц в воздухе и болезнью Альцгеймера{165}, {166}.
Сегодня в таких городах, как Пекин и Дели, уровни PM2,5 регулярно поднимаются до 300 мкг/м3 и выше, притом что верхний предел безопасного диапазона составляет 30 мкг/м3. События, напоминающие Великий смог в Лондоне и трагедию 1948 г. в Доноре, штат Пенсильвания, случаются ежегодно. В ноябре 2017 г. в Дели уровни PM2,5 превышали 900 мкг/м3, и 4000 школ были вынуждены закрыться почти на неделю. Главный министр Дели Арвинд Кеджривал назвал город газовой камерой. Один из торакальных хирургов прокомментировал это в The New York Times: «Я не вижу розовых легких даже у здоровых некурящих молодых людей». Авиакомпания United Airlines приостановила полеты в город, а работы на строительных объектах были прекращены{167}. К сожалению, в Дели это не редкое событие, и школы в городе были вынуждены снова закрыться в ноябре 2019 г. из-за токсичного воздуха{168}. Долгосрочные смертельные последствия для здоровья наверняка не заставят себя ждать.
Неудивительно, что из 6,5 млн смертей, вызываемых загрязнением воздуха ежегодно (11,6 % всех смертей в мире), 55 % приходится на Китай и Индию, страны с большой плотностью населения и быстро растущей экономикой{169}. Проблема заключается не только в загрязнении наружного воздуха, но и в загрязнении воздуха внутри помещений, поскольку домохозяйства в развивающихся странах регулярно жгут топливо для приготовления пищи и для отопления, при этом выделяются токсичные газы и взвешенные частицы, которые не выводятся из помещений из-за плохой вентиляции. Источником обычно является сжигание дров, навоза, угля или отходов растениеводства, называемых топливом из биомассы. Около 3 млрд человек, сосредоточенных в Африке, Индии и Китае, регулярно пользуются топливом из биомассы. По оценкам, в этих регионах от загрязнения воздуха внутри помещений ежегодно умирает 4 млн человек, причем многие из них – это дети в возрасте до 5 лет{170}.
Человек не единственная жертва ядовитого воздуха; токсичный воздух также загрязняет океаны, отравляет деревья и, конечно же, способствует глобальному изменению климата, что, в свою очередь, еще больше затрудняет решение этих вопросов, поскольку эти две проблемы подпитывают друг друга.
Нам, врачам, поручено заниматься последствиями опасных тенденций в обществе, таких как употребление табака или ухудшение качества воздуха. Хедер Зар – одна из тех врачей, которые борются с таким положением дел. Хедер – врач-преподаватель в детской больнице Красного Креста в Кейптауне, которая с помощью инновационных исследований преодолевает не только широкий разрыв между государственной политикой и ролью врачей, но и разрыв между богатыми и бедными, а также между развитыми и развивающимися странами{171}.
Исследование детского здоровья в регионе Дракенштайн, Drakenstein Child Health Study, которое началось в 2012 г., – это последнее и самое амбициозное начинание доктора Зар, призванное пролить свет на то, чтó загрязнение делает не только с нашими легкими, но и с нашим мозгом, нашей иммунной системой и даже с бактериями, живущими в нашем организме{172}. Основная цель исследования – понять, почему пневмония является ведущей причиной как смерти, так и заболеваемости среди детей в возрасте до 5 лет во всем мире, и выяснить, что можно с этим сделать. Если доктор Зар добьется успеха, мы научимся предотвращать детские пневмонии вроде той, что убила малышку Лиседи.
Дракенштайн – это район, находящийся на восточном побережье Южной Африки, неподалеку от Кейптауна, в глубине материка. Как и практически везде в стране, многие жители этого региона бедны, живут в полугородских условиях и подвержены воздействию множества загрязняющих веществ и инфекционных возбудителей внутри помещений. Доктор Зар с коллегами выбрали Дракенштайн, но на самом деле это исследование можно было бы провести практически в любой части ЮАР или в любой другой африканской стране: на этот континент приходится всего 18 % всех детей в мире в возрасте до 5 лет, но 42 % от общего числа смертей для этой возрастной группы ежегодно.
Доктор Зар с коллегами решили начать изучение детей еще до их рождения. Потенциальное воздействие на легкие ребенка, как известно, начинается еще в утробе матери, поэтому группа доктора Зар набрала для участия в исследовании будущих матерей со сроком беременности от 20 до 28 недель, планируя изучать особенности их детей до 5-летнего возраста, а также особенности самих матерей и всего их домашнего хозяйства.
В Дракенштайне в домах живут обычные виновники нанесения вреда здоровью детей: накапливающиеся загрязнения от курения табака и приготовления пищи с использованием топлива из биомассы. Группа доктора Зар также изучает вопросы питания матерей и младенцев, генетику младенцев и их родителей, а также психосоциальные проблемы, с которыми сталкиваются разные семьи. В довершение всего группа анализирует микробиом детей, новую область, на которую начинают обращать внимание при изучении детской пневмонии.
Микробиом – термин, возникший в конце 1990-х гг., означает сообщество микроорганизмов, живущих в определенной среде, в том числе в организме и на теле человека. Мы всегда знали о бактериях, живущих в кишечнике и на коже, но новые молекулярные методы позволили нам каталогизировать огромное количество микроорганизмов, живущих в каждом органе человеческого тела, и понять их масштабы. В целом организм каждого человека заселяет примерно 10 000 трлн микроорганизмов; внутри нас и на нас, на каждую из наших клеток приходится одна микробная клетка{173}. Подавляющее большинство этих микроорганизмов живут в толстом кишечнике, но некоторые обитают в органах, которые ранее считались стерильными, таких как мочевой пузырь и легкие.
Сегодня мы знаем, что наши легкие колонизируют сотни видов бактерий, в том числе Provatella, Fusobacterium и Streptococcus, наряду с грибками, такими как Candida и Saccharomyces. Многие из этих бактерий и грибков, безусловно, выполняют важные функции. В основном они не пропускают внутрь другие вредные бактерии, производя воспалительные белки, убивающие захватчиков и заставляющие клетки легких вырабатывать белки, атакующие бактерии{174}.
Знание о микробиоме заставляет ученых пересмотреть процесс возникновения легочных заболеваний, а также подходы к их лечению. Было показано, что легкие пациентов с ХОБЛ, муковисцидозом и астмой заселяют совершенно другие бактерии по сравнению с испытуемыми без болезней легких, что, вероятно, делает их более восприимчивыми к другим сезонным инфекциям. Мы также знаем, что загрязненный воздух в домах приводит к существенным изменениям в популяциях бактерий в легких человека и что курение изменяет этот микробиом в легких, носу и горле. Доктор Зар с коллегами хотят выяснить, является ли нарушение легочного микробиома в результате воздействия загрязняющих веществ основным механизмом, благодаря которому вредные бактерии могут вызывать инфекции у детей, страдающих пневмонией. С этой целью они культивируют бактерии из легких и носов своих маленьких испытуемых и сопоставляют результаты с уровнями загрязняющих веществ в окружающей их среде.
Имея данные по 1140 парам мать – ребенок, участвовавшим в исследованиях в течение всего 2016 г., группа уже смогла частично представить некоторые однозначные результаты по здоровью детей в районе Дракенштайн. Они показали, что многие дети живут в токсичной среде – одна треть женщин курила во время беременности, и 56 % новорожденных имели обнаруживаемое количество котинина (побочный продукт никотина) в пробах мочи. Кроме того, в домах отмечались высокие уровни загрязнений от использования биотоплива. Уровни заболеваемости пневмонией в когорте в целом были повышены, несмотря на то что все младенцы прошли нужную вакцинацию. У младенцев, заразившихся легочной инфекцией, функция легких, измеренная в возрасте одного года, была ниже, чем у детей, которые избежали заражения (у взрослых, перенесших пневмонию, функция легких, как правило, восстанавливается полностью, препятствуя развитию очень тяжелой инфекции){175}.
Снижение функции легких, как известно, подвергает детей повышенному риску повторного заражения пневмонией, а также развития астмы. Но для этих детей есть и другие последствия, кроме поражения легких. Данные ясно показывают, что снижение легочной функции у взрослых увеличивает риск развития с возрастом деменции и когнитивных нарушений. Появляются также свидетельства об аналогичном эффекте у детей, и группа исследователей в Дракенштайне планирует пополнить эти данные, изучая изображения МРТ мозга некоторых из своих испытуемых, чтобы выяснить, влияют ли респираторные инфекции и загрязнение окружающей среды на развитие мозга. Если ответ будет