Сочетание данных здравоохранения и экологии для улучшения прогноза пыльцы
Новое исследование, объединяющее медицинские данные с передовыми экологическими методами, может задать дорожную карту для совершенствования прогнозов пыльцы в будущем.
Текущие прогнозы пыльцы, важные для людей с аллергической астмой или сенной лихорадкой, основаны на измерении общей концентрации пыльцы трав в атмосфере. Однако они не различают пыльцу от разных видов трав.
Теперь выявлена потенциальная связь между пыльцой определённых видов трав и проблемами с дыханием.
Результаты, опубликованные в Current Biology, получены в рамках первого проекта, использовавшего экологический метод биомониторинга eDNA («экологическая ДНК») для изучения взаимосвязей между воздушной пыльцой и здоровьем человека. Исследование под руководством университетов Бангора и Эксетера является частью более крупного проекта PollerGEN (финансируемого Советом по исследованиям природной среды), который в 2019 году установил использование методов eDNA для идентификации разных типов микроскопических пыльцевых зёрен трав.
В текущей работе сопоставили двухлетние записи данных общественного здравоохранения (госпитализации, связанные с астмой, и назначения врачами общей практики препаратов от респираторных и назальных аллергий) с данными eDNA-мониторинга пыльцы от разных видов трав, собранными в 14 локациях по всей Великобритании.
В определённое время года, с мая до середины августа в умеренных зонах, трава является наиболее важным уличным воздушным аллергеном, вызывающим сенную лихорадку и астму.
Профессор Саймон Крир из Университета Бангора, возглавляющий исследование PollerGEN, пояснил:
«Это один из первых шагов и теоретическое "доказательство концепции" обширного исследовательского проекта, который может привести к более точному прогнозу пыльцы или прогнозам для разных типов аллергенов.
Во всём мире насчитывается более 400 миллионов человек с аллергическим ринитом и более 300 миллионов с астмой. Лечение аллергической астмы обходится Великобритании более чем в 2 миллиона фунтов в год только прямых затрат, поэтому потенциальная экономия огромна».
Доктор Фрэнсис Роуни, руководивший частью работы с медицинскими данными в Университете Эксетера, отметил:
«Хотя это, конечно, только начало, было увлекательно обнаружить, что определённые виды трав могут оказывать большее влияние на здоровье органов дыхания, чем другие.
Белки в пыльце вызывают аллергические реакции, и существуют общие аллергенные белки у некоторых видов трав. Нам нужно лучше понять молекулярную основу аллергенов и аллергических реакций, чтобы далее исследовать, какие виды являются наиболее аллергенными, и есть ли различия в реакциях у разных людей».
Доктор Джорджина Бреннан, работавшая в Школе естественных наук Университета Бангора, была одной из команды, пионеров в применении мониторинга eDNA. Она объясняет:
«Пыльцевые зёрна от разных видов трав выглядят почти одинаково даже под микроскопом, и до появления eDNA и молекулярных инструментов, таких как метабаркодинг и количественная ПЦР (qPCR), просто не было возможности идентифицировать пыльцу трав от разных видов и исследовать, вызывают ли разные травы более сильную аллергическую реакцию.
Мы изучили ряд наиболее распространённых видов на наших участках. В этом первом двухлетнем исследовании мы действительно обнаружили связи с распространёнными травами — Полевицей гребенчатой (Cynosurus cristatus) и Тимофеевкой луговой (Phleum pratense), — но для точного определения наиболее агрессивных типов пыльцы трав потребовалось бы гораздо больше данных. Более длинные наборы данных, охватывающие больше видов, разные погодные условия и локации, предоставили бы необходимые доказательства».
Джорджина, руководившая частью исследования по eDNA, видит будущее, в котором глобальная сеть автономных пробоотборников пыльцы, способных различать и количественно определять воздушную пыльцу, позволит осуществлять чувствительный биомониторинг важных аэроаллергенов.
«Возможно, нам нужен не просто прогноз общего количества пыльцы трав, но и прогноз или прогнозы для наиболее аллергенных типов пыльцы трав, как мы делаем для деревьев и сорняков», — добавила она.
В исследовании участвовали специалисты из нескольких учреждений, включая Лундский университет, Университет Вустера, Аберистуитский университет, Национальный ботанический сад Уэльса, факультеты математики и географии Университета Эксетера, Allergy UK, Квинслендский университет и Метеорологическое бюро Великобритании.