Introducción

La polución ambientan se considera un importante factor de riesgo para las infecciones del tracto respiratorio. En relación con la epidemia de coronavirus del síndrome respiratorio agudo grave (Severe Acute Respiratory Syndrome [SARS]-CoV) de 2003, un estudio ecológico realizado en China mostró índices más altos de casos fatales en aquellas regiones con mayor polución ambiental, valorada con el Air Pollution Index (API). Por el contrario, en otro estudio de China continental, la epidemia de SARS-CoV no se vinculó con el API. Se refirió que la mortalidad asociada con la infección por SARS-CoV-2 se vincularía fundamentalmente con la concentración ambiental de dióxido de nitrógeno (NO₂).

En función de estas observaciones surgió interés especial por la posible asociación entre la polución ambiental y la enfermedad por coronavirus 2019 (COVID-19 por su sigla en inglés).

Un grupo de investigadores sugirió que los niveles altos de polución ambiental en el norte de Italia pudieron ser un cofactor involucrado en la prevalencia de COVID-19 y en los índices altos de mortalidad en esa región, al comprometer los sistemas de defensa en las vías aéreas superiores y por la inflamación crónica asociada.

En un trabajo se investigaron los índices de mortalidad por COVID-19 en 66 regiones administrativas de Italia, España, Francia y Alemania, en relación con las concentraciones sostenidas de NO₂. Los índices más altos de mortalidad se registraron en aquellas regiones con los niveles ambientales más altos de NO₂. En un estudio ecológico de Canadá se refirió una asociación entre la exposición prolongada a materia particulada de menos de 2.5 µm de diámetro aerodinámico (MP_2.5) y la incidencia de COVID-19. También se registraron asociaciones altamente significativas entre la concentración de materia particulada de menos de 2.5 µm de diámetro aerodinámico (MP_2.5) y la incidencia y la mortalidad por COVID-19 en diferentes provincias de Italia. Una revisión sistemática de 15 estudios concluyó que la concentración de MP_2.5 y de NO₂ es un factor que participa en la diseminación y la mortalidad por COVID-19.

El objetivo del presente estudio fue analizar si en una amplia ciudad, como Viena, con variación conocida en la polución ambiental entre los distritos, existe alguna vinculación entre la incidencia local y la mortalidad por COVID-19 y la polución ambiental.

La ciudad de Viena tiene 23 distritos, algunos de ellos con amplios espacios verdes cercanos a los bosques, y otros altamente industrializados y con tránsito intenso. Para el presente estudio se obtuvo información sobre el número diario de casos y de decesos por COVID-19  y sobre la polución ambiental para cada uno de esos distritos, para 2019, como indicadores de exposición crónica a polutantes. La incidencia diaria y la mortalidad por COVID-19 se analizaron con modelos de regresión de Cox, con ajuste según diversos factores poblacionales de confusión.

Materiales y métodos

La información acerca del número diario de casos de COVID-19 y de los decesos se obtuvo a partir del sistema de documentación epidemiológica de la Vienna Health Authority, hasta el 21 de abril (después del pico de infecciones) de 2020.

El primer caso de COVID-19 en Viena se comunicó el 28 de febrero de 2020, en tanto que el primer caso fatal de COVID-19 se refirió el 11 de marzo de 2020. Según los datos al 31 de octubre de 2018, la ciudad de Viena tenía una población de 1 893 779 habitantes en los 23 distritos. Se consideraron los datos poblacionales para cada distrito y la densidad de la población. Entre los parámetros sociodemográficos se consideraron el porcentaje de personas de 65 años o más, el porcentaje de extranjeros, el índice de desempleo, y el porcentaje de personas con educación universitaria.

A partir de la European Environment Agency (EEA) se obtuvo información sobre los niveles ambientales de polutantes específicos, entre ellos NO₂ y MP_2.5 y MP₁₀ para períodos equivalentes en 2019 y 2020.

Con estos datos se calcularon los niveles anuales promedio de NO₂ y MP₁₀; debido a que las observaciones ambientales no se realizaron en cada uno de los 23 distritos, se aplicó un abordaje de representatividad, sobre la base de la proximidad espacial de los distritos con los centros de observación y los resultados previos de mediciones de NO₂ en Viena (Differential Optical Absorption Spectroscopy [DOAS]). Para los análisis de correlación sólo de consideró la concentración ambiental de NO₂ y MP₁₀.

Durante el período de observación, Austria permaneció con restricción de las interacciones sociales (cuarentena); la mayoría de los negocios y todos los restaurantes y escuelas se cerraron y las personas fueron fuertemente alentadas a trabajar desde sus hogares y a no viajar. La detección de SARS-CoV-2 en un determinado distrito se consideró un evento aleatorio. Los modelos proporcionales de Cox se construyeron con todos los residentes en riesgo de COVID-19 o de mortalidad por COVID-19 en cada distrito, desde el momento de la primera detección del virus en ese distrito. El período de observación finalizó el 21 de abril de 2020, en el momento del diagnóstico de COVID-19 o en el momento del deceso.

La concentración ambiental promedio de NO₂ y MP₁₀ en los distritos, en 2019, se consideró un factor independiente de interés; la densidad de la población, el porcentaje de personas de 65 años o más, el porcentaje de extranjeros, el índice de desempleo y el porcentaje de habitantes con educación universitaria se consideraron posibles factores de confusión. La concentración de los polutantes se abordó como variable binaria, con valores iguales o por encima, respecto de valores por debajo, del cuartil superior para todos los distritos (20 µg/m³ para MP₁₀, 30 µg/m³ para NO₂).

Resultados

El primer paciente con COVID-19 se diagnosticó el 28 de febrero de 2020 en el distrito 22; el último distrito que refirió un caso fue el sexto, el 19 de marzo. Durante el período de observación, los números de casos y los índices locales de riesgo difirieron según los distintos distritos de Viena.

No se refirieron muertes por COVID-19 en todos los distritos, en el transcurso del período de observación. Globalmente se registraron 1665 casos y 59 decesos durante el período de observación; el primero se comunicó el 21 de marzo en el segundo distrito.

Los niveles de polución ambiental, como valores anuales promedio para 2019 de MP₁₀ y NO₂ difirieron de manera importante entre los distritos. En los modelos de regresión de Cox, los niveles de ambos elementos aumentaron el riesgo de diagnóstico de COVID-19 (hazard ratio [HR]: 1.44 y HR: 1.16 para el cuartil superior de los niveles de MP₁₀ y NO₂, respectivamente), y de muerte con ese diagnóstico (HR: 1.72). Sin embargo, para los decesos por COVID-19, solo los niveles de NO₂ se vincularon de manera estadísticamente significativa.

La densidad de la población pareció ser un factor protector, mientras que los porcentajes más altos de personas con educación terciaria y de índices de desempleo (en este último caso sólo para los diagnósticos, no así para los decesos) fueron factores asociados con aumento del riesgo.

Discusión

La ciudad de Viena dispone de una red para la monitorización de la calidad del aire, cuyos datos han sido utilizados con anterioridad en distintos trabajos en los cuales se evaluaron los efectos de la polución ambiental sobre la salud. Estos sistemas permiten, también, conocer los efectos de la polución ambiental sobre el riesgo de infección por SARS-CoV-2 y de mortalidad por COVID-19 en áreas urbanas reducidas. El análisis de los datos se vio facilitado por la orden de que los habitantes permanecieran en sus hogares y por la cuarentena económica desde el 16 de marzo hasta mediados de mayo de 2020 en Austria.

Se comprobó riesgo aumentado de recibir el diagnóstico de COVID-19 y de morir como consecuencia de la enfermedad en aquellas regiones con niveles más altos de MP₁₀ y NO₂. Diversos estudios previos refirieron asociaciones entre la concentración de polutantes y el riesgo de infecciones del tracto respiratorio; algunas de ellas tienen un sustento biológico.

En el corto plazo, es posible que existan interacciones directas entre los polutantes ambientales y los virus en la atmósfera; los virus unidos a polutantes ambientales estarían protegidos de la degradación por la luz UV, el ozono y otros factores ambientales, con lo cual se prolonga la persistencia de virus viables en el ambiente. La materia particulada también puede actuar como transportador de virus, con mayor depósito de éstos en los pulmones. Los polutantes y los gases irritantes afectan las membranas mucosas del tracto respiratorio y tornan a las células más susceptibles a la infección. Si bien todos estos mecanismos actúan sobre todo en el momento de la infección, durante el período de incubación y en los primeros estadios de la enfermedad, el daño de las mucosas del tracto respiratorio podría asociarse con evolución clínica más desfavorable. De hecho, se sabe que la exposición crónica a polución ambiental es un factor de riesgo de enfermedad respiratoria, como enfisema y obstrucción bronquial, como consecuencia del remodelado del tejido pulmonar. Las enfermedades respiratorias crónicas aumentan el riesgo de infecciones y de infección con evolución clínica desfavorable.

Conclusión

Los resultados del presente estudio, realizado en una única ciudad con variación local de los niveles de polutantes, muestran asociaciones entre la exposición crónica a niveles aumentados de NO₂ y MP₁₀ y la incidencia de COVID-19 y la mortalidad por la infección. La probabilidad diaria fue alrededor de 40% más alta tanto para la incidencia como para la mortalidad por COVID-19 en presencia de niveles de MP₁₀ por encima de 20 µg/m³. Los niveles de NO₂ fueron un factor independiente de riesgo de incidencia y de mortalidad; aumentaron el riesgo diario de mortalidad en más del 70%. En Viena, el número de infectados por SARS-CoV-2 fue bajo, un fenómeno que pone aún más de manifiesto las consecuencias deletéreas de la polución ambiental sobre el riesgo de infección respiratoria.