Introducción

A finales de diciembre de 2019 se detectó una nueva enfermedad por coronavirus en Wuhan, China: el coronavirus tipo 2 causante de síndrome respiratorio agudo grave (SARS-CoV-2, por su sigla en inglés) y la Oganización Mundial de la Salud (OMS) denominó a la enfermedad COVID-19. Para retrasar su diseminación, el gobierno chino implementó medidas de control y prevención estrictas como cuarentena, distanciamiento social y restricciones al tránsito. Estas intervenciones condujeron a una disminución de la circulación de vehículos y de la producción industrial, con mejoría de la calidad del aire. Se observaron reducciones de los niveles de dióxido de nitrógeno durante la cuarentena en India y disminuyeron las partículas finas en las 50 ciudades con mayor contaminación atmosférica en el mundo.

Se ha demostrado que los contaminantes del aire ambiental, como óxido de carbono (CO), óxido de nitrógeno (NOx), ozono (O₃), óxidos de azufre (SOx) y materia particulada (PM, por su sigla en inglés), pueden aumentar la probabilidad de infecciones respiratorias al prolongar la transmisión de aerosoles de virus o incrementar la capacidad de los virus de invadir las células epiteliales de la vía aérea. La exposición a contaminantes del aire ambiental puede agravar los síntomas respiratorios al inhibir la expresión de mediadores de la inflamación. Varios estudios mostraron que la contaminación del aire parece desempeñar un papel en la transmisión de aerosoles de SARS-CoV-2. Por ejemplo, se observó que SARS-CoV-2 pudo permanecer viable en aerosoles por varias horas, lo que explica la transmisión aérea. Asimismo, la exposición crónica a la contaminación atmosférica puede representar un contexto favorable para la diseminación de este virus.

Los autores realizaron el presente estudio para describir la dinámica de los contaminantes del aire y la incidencia de COVID-19 durante la epidemia. Para examinar los efectos de la contaminación del aire sobre la transmisión de COVID-19, los autores estudiaron series de datos temporales de los principales contaminantes del aire (PM2.5, PM10; NO₂, CO, SO₂ y O₃)y variables meteorológicas (temperatura, temperatura del punto de rocío y velocidad del viento) entre diciembre 2019 y abril 2020 junto con los casos diarios confirmados de COVID-19 mediante modelos aditivos generalizados (MAG). Asimismo, evaluaron los efectos de varias medidas de prevención y control sobre la tendencia de COVID-19 y su asociación con contaminación del aire en 235 ciudades de China.

Materiales y métodos

El estudio comprendió 235 ciudades de China. Se documentaron 81 740 casos confirmados de COVID-19 hasta el 6 de abril de 2020 en China. En el período de estudio, se obtuvieron datos de contaminación del aire de 367 ciudades principales de China. Se calcularon las concentraciones promedio diarias del índice de calidad del aire (AQ1, por su sigla en inglés), monóxido de carbono (CO), NO₂, promedio máximo de 8 horas de ozono (O₃), PM con diámetros ≤ 2.5 µm (PM2.5) y ≤ 10 µm (PM10). Asimismo, los autores recolectaron datos de contaminación del aire entre 2016 y 2020 en 367 ciudades principales de China y compararon las concentraciones promedio de contaminantes del aire entre diciembre y abril.

Resultados

En China, entre el 1 de enero y el 6 de abril hubo 81 740 casos confirmados, 77 167 recuperados y 3331 muertes por COVID-19. A partir del 21 de enero, el número de casos mostró un incremento explosivo a nivel nacional. La mayoría de los casos (67 803; 82.9%) fueron identificados en la provincia de Hubei. Con excepción de Hubei, China oriental y central fueron las principales áreas epidémicas, seguidas por el sudoeste y el norte de China. Hacia el 6 de abril, la tasa de mortalidad total fue de 4.1% y el 96.4% de las muertes (3212 casos) se registraron en la provincia de Hubei. En esa ciudad se registró una tasa de letalidad mayor de 5 veces (4.7%) en comparación con otras provincias (0.9%). En China, la pandemia de COVID-19 se contuvo dentro de cinco semanas. En 235 zonas urbanas se encontraron fuertes correlaciones para AQ1 y PM2.5, AQ1 y PM10, PM2.5 y PM10, lo que refleja que las partículas resultaron los principales contaminantes del aire ambiental durante de epidemia de COVID-19. Para mostrar la distribución conjunta de casos diarios confirmados y fallecimientos diarios y contaminantes del aire, los autores utilizaron series temporales de mapas de calor y gráficos de líneas para mostrar las concentraciones de contaminantes del aire y nuevos casos confirmados y fallecimientos fuera de Hubei. Para visualizar el contraste de la contaminación del aire y de los casos se agregó una línea de tiempo de medidas de control durante la epidemia de COVID-19.

Durante la cuarentena, entre el 23 de enero y el 11 de marzo, la mayoría de las regiones experimentaron una reducción sustancial de los contaminantes del aire ambiental, con excepción del ozono.El AQ1 disminuyó 12.7% y también se redujeron los niveles de cinco contaminantes del aire: PM2.5 13.4%, PM10 19.4%, NO₂ 43.1%, SO₂ 15.9% y CO 10.8%. Las concentraciones de contaminantes del aire luego de la cuarentena se encontraban muy por debajo de las normas de calidad del aire de China. Los autores destacan que cuando compararon la contaminación del aire ambiental en el invierno en 367 ciudades principales de China entre 2016 y 2020 se observó una disminución desde 2017, con excepción de PM10 y O₃. Sin embargo, el promedio de 8 horas de concentración diaria máxima de O₃ mostró una tendencia ascendente durante el período de estudio, con un incremento de 32.9%. Debido al potencial efecto de retraso entre la contaminación del aire y la infección, los autores calcularon varias combinaciones de concentraciones promedio de contaminantes del aire (lag 0-5, lag 0-10, lag 0-15, lag 0-20, lag 0-25). El mayor efecto se encontró en lag 0-15 para AQ1, PM2.5 y PM10 y dichos efectos disminuyeron con el tiempo en forma gradual. Sin embargo, la asociación entre NO₂ e infección COVID-19 no alcanzó el máximo hasta lag 0-20, mientras que los efectos del resto de los contaminantes gaseosos (CO, SO₂, O₃) persistieron negativos y alcanzaron el punto máximo en lag 0-25.

En el sur, suroeste y noroeste de China, seis contaminantes del aire alcanzaron los mayores efectos en lag 0-25, que no concordaron con los efectos de retraso generales. Y los efectos de todos los contaminantes gaseosos, con excepción del O₃ en el nordeste de China mostraron el máximo en lag 0-20. En el este, los efectos de PM2.5, PM10 y NO₂ sufrieron una transición desde negativo a positivo y los niveles de CO y de SO₂ persistieron negativos con una disminución del riesgo relativo. En el norte, los autores observaron un incremento de la asociación entre las concentraciones de PM2.5, PM10, SO₂ y CO y nuevos casos de COVID-19 que resultaron en los mayores efectos en lag 0-25. El efecto significativamente negativo de O₃ mostró un pico en lag 0-25 en el sur, este y noroeste de China. Sin embargo, los autores no encontraron una tendencia clara de efectos de contaminantes del aire en Hubei.

Discusión

El presente estudio multicéntrico de series temporales demostró asociaciones positivas de la exposición a corto plazo a contaminantes del aire (NO₂, PM2.5, PM10) y nuevos casos diarios confirmados de COVID-19 a través de MAG en las que fueron consideradas el retraso entre la fecha de inicio hasta la fecha de reporte. Sin embargo, las concentraciones de CO, SO₂ y O₃ se asociaron en forma negativa con el riesgo aumentado de COVID-19. Más aun, las medidas de control y prevención para mitigar la diseminación de COVID-19 contribuyeron con una disminución significativa de la concentración de contaminantes del aire, con excepción del ozono. La reducción de la contaminación del aire se asoció con protección contra la transmisión e invasión del coronavirus. Los autores señalan que el análisis estratificado mostró diferentes asociaciones en distintas áreas geográficas y esto podría explicarse por la interacción entre la contaminación del aire y la diseminación de COVID-19. La mediana del período de incubación fue de 5.1 días y la confirmación por la prueba de ácido nucleico pudo tardar varios días, lo que tuvo impacto sobre la rápida confirmación de nuevos casos de COVID-19. Los resultados de la presente investigación mostraron que la larga cuarentena en China contribuyó a una disminución significativa de la concentración de contaminantes del aire con excepción de O₃. En comparación con el período entre diciembre de 2018 y abril de 2019, las concentraciones de contaminantes del aire ambiental disminuyeron 9.31% para PM2.5, 14.49% para SO₂, 11.54% para NO₂ y 13.89% para CO. No obstante, las concentraciones de PM10 y O₃ aumentaron 0.57% y 6.9%, respectivamente.

En el análisis de PM2.5 y PM10, los autores observaron un incremento de 7% y 6% de la morbilidad por COVID-19 por aumento del rango intercuartílico en la concentración de PM2.5 y PM10, respectivamente, con un retraso de 15 días. Algunos estudios mostraron asociación entre la exposición a partículas e infecciones respiratorias. Por ejemplo, la exposición a PM2.5 y PM10 se asoció con aumento del riesgo de tuberculosis resistente y de influenza. Asimismo, los contaminantes ambientales emitidos por vehículos y la industria pueden aumentar el riesgo de internaciones por bronquiolitis y asma. En estudios previos se mostró que los virus pueden unirse a partículas suspendidas más que encontrarse en el aire en forma independiente. Recientes investigaciones mostraron que la dinámica de transmisión acelerada de COVID-19 tuvo asociación significativa con ciudades con elevada contaminación y la dinámica de transmisión se debe principalmente al mecanismo de infectividad viral por aire más que a transmisión entre seres humanos (medido con densidad poblacional).

Los resultados del presente trabajo mostraron que la exposición al NO₂ ambiental puede contribuir a la diseminación de COVID-19. Entre todas las fuentes de NO₂ las más importantes son la emisión por los motores de los automóviles y la producción de energía. El NO₂ es un irritante del aparato respiratorio, lo que podría tener efecto sobre las defensas del huésped. Los autores destacan que el presente estudio aportó pruebas de las asociaciones positivas entre la exposición a corto plazo a contaminantes del aire (AQ1, PM2.5, PM10 y NO₂) y nuevos casos diarios de COVID-19. Agregan que aún deben estudiarse las asociaciones negativas entre CO, SO₂, O₃ y coronavirus.

En conclusión, el presente estudio demostró una disminución significativa en la concentración de contaminantes del aire, con excepción del ozono, durante la cuarentena, y que la asociación entre contaminación del aire y diseminación de COVID-19 es estadísticamente significativa. La exposición a corto plazo a contaminantes del aire como PM2.5, PM10, NO₂ puede contribuir al incremento en los casos diarios. Los autores destacan que los hallazgos sugieren que la calidad del aire ambiental debe considerarse relevante dado que podría reducir la diseminación de enfermedades infecciosas como COVID-19.