В ходе первого в своём роде исследования учёные доказали, что дальний ультрафиолетовый свет может снизить уровень аллергенов в воздухе на четверть всего за полчаса, что открывает возможности для более безопасного дыхания для миллионов людей, страдающих астмой и аллергией.
Воздушные аллергены, или аэроаллергены, могут вызывать респираторную аллергию и астму. В недавнем исследовании, опубликованном в ACS ES&T Air , изучалось влияние дальнего ультрафиолетового (УФ) излучения на иммуногенность нескольких распространённых аэроаллергенов в надежде найти способ профилактики.
Введение
Каждый третий американец страдает от аллергии, и это заболевание является причиной множества тяжелых недугов во всем мире. Воздушные аллергены, часто встречающиеся в виде аэрозолей в помещениях, являются одной из основных причин аллергии. Они также провоцируют астму, от которой страдают 262 миллиона человек во всем мире, и ежедневно от нее умирает 1000 человек.
Распространенными аэроаллергенами являются белки, связанные с пылевыми клещами, кошками и собаками, мышами, крысами, грибами (например, Aspergillus) и растениями. В большинстве случаев они вызывают иммунный ответ, который вызывает аллергические реакции, хотя иногда в них участвуют небелковые вещества.
Определённые участки трёхмерной структуры белка образуют места распознавания и связывания, к которым прикрепляются антитела иммуноглобулина Е (IgE), запуская воспалительно-аллергический каскад. Эти участки называются эпитопами.
Современные стратегии борьбы включают в себя профилактические меры, медикаментозное лечение и инженерные решения. Однако аэроаллергены уникальны тем, что могут сохраняться в помещении в течение многих лет. Не существует стандартизированных методов их обнаружения и мониторинга, которые позволили бы понять взаимосвязь между воздействием и реакцией организма, а также эффективность профилактических мер. В результате исследователи часто полагаются на косвенные показатели, такие как количество спор плесени или пыльцы, вместо того чтобы измерять количество самих аллергенов. В качестве альтернативы исследуется осевшая пыль, а не пыль в воздухе.
Таким образом, наше представление о реальном воздействии аллергенов ограничено, например, на предприятиях по производству латексных перчаток, в лабораториях, где используются животные, на предприятиях по производству моющих ферментов или на предприятиях по переработке зерна. В таких условиях концентрация аэроаллергенов может превышать 10 нг/м3, что является пороговым значением для развития аллергии.
Современные профилактические стратегии, как правило, слишком интенсивны, чтобы быть эффективными в долгосрочной перспективе. Для борьбы с аллергенами в воздухе, которым мы дышим, и для эффективного осаждения пыли необходимы практические и комплексные меры.
В текущем исследовании рассматривается эффективность ультрафиолетового излучения с длиной волны 222 нм (UV222) в снижении концентрации аэроаллергенов. При обычной ультрафиолетовой терапии используется излучение с длиной волны 254 нм, которое обладает генотоксичностью и, следовательно, уничтожает микробы. Однако оно может нанести вред глазам и коже человека и не подходит для жилых помещений без надежной защиты.
С другой стороны, УФ-излучение 222 инактивирует микробы. Оно хорошо поглощается белками, вызывая фотоокисление и структурные повреждения. Однако из-за ограниченной проникающей способности оно безопаснее для кожи и глаз. Настоящее исследование направлено на использование дальнего ультрафиолетового излучения 222 в качестве безопасной для человека обработки для снижения уровня аэроаллергенов.
Об исследовании
Исследователи разработали модель контролируемой камеры, вмещающей 10 м3 воздуха. Они создавали в камере воздушные аллергены, используя те, которые обычно вызывают у пациентов сенсибилизацию, аллергию и астму. В камере была установлена относительная влажность 60 %, поскольку в такой среде хорошо размножаются аллергены, выделяемые плесенью и пылевыми клещами.
В число используемых аллергенов входили:
- Der p 1 (европейский домашний пылевой клещ)
- Der f 1 (американский домашний пылевой клещ)
- Can f 1 (домашняя собака)
- Fel d 1 (домашняя кошка)
- Phl p 5 (тимофеевка луговая)
- Ставка 1 (европейская белая берёза)
- Asp f 1 (Aspergillus fumigatus, распространённый вид плесени)
Аэроаллергены были получены из пылевых или очищенных источников. Затем были собраны и измерены частицы, содержащие аэроаллергены. Также было проверено распределение частиц по размерам на предмет обогащения аллергенами в любой фракции.
Было обеспечено УФ222-воздействие на всю камеру. Тем не менее оно было ниже порога воздействия на кожу и глаза в соответствии со стандартами Американской конференции государственных специалистов по промышленной гигиене (ACGIH). Также контролировался уровень озона, образующегося в результате излучения.
Результаты исследования
Как и ожидалось, более 99 % аэроаллергенов в экспериментальной камере имели размер 10 мкм или меньше. Ни один аллерген не был сконцентрирован в каком-либо диапазоне размеров частиц. Интересно, что некоторые аэроаллергены были более стабильны в воздухе, чем другие, вероятно, из-за внутримолекулярных взаимодействий и взаимодействия с окружающей средой. В будущих исследованиях следует изучить, как эта стабильность влияет на риск вдыхания аллергенов.
Исходный уровень аллергенов составлял около 50–200 нг/м3 в контрольной группе и в камере с УФ-облучением, что соответствует клинически наблюдаемым уровням содержания аллергенов в воздухе, вдыхаемом человеком. УФ-облучение222 значительно снизило среднюю концентрацию аэроаллергенов на 20–25 %. Большая часть снижения произошла в течение 30 минут после обработки воздуха.
Если сравнивать все аэроаллергены, то после обработки УФ-излучением222 количество аллергенов, содержащихся в пыли, в среднем снижалось быстрее, чем количество аллергенов, содержащихся в воздухе. Наиболее значительное снижение наблюдалось в отношении березового аллергена Bet v 1. Меньше всего пострадал Fel d 1, содержащийся в пыли и очищенных источниках. Однако после удаления стабилизирующих компонентов, таких как Tween-20, из очищенной формы, содержащейся в воздухе, он стал гораздо более чувствительным к УФ-излучению222.
Обнаружение погранично значимых уровней воздействия озона указывает на необходимость мониторинга содержания озона во время ультрафиолетового облучения в замкнутых пространствах. Однако озон, образовавшийся в ходе эксперимента, не привёл к существенному снижению уровня аллергенов.
Было отмечено не только клинически значимое снижение концентрации аэроаллергенов, но и то, что оно произошло в разумные сроки. Что касается снижения концентрации аллергенов, то оно сопоставимо с результатами долгосрочных исследований аллергии, хотя в статье подчеркивается, что клинические результаты здесь не проверялись напрямую.
Авторы с осторожностью интерпретируют эти результаты, предполагая, что УФ-излучение 222, вероятно, нарушает структуру белка и снижает эффективность иммуноанализа на аллергены, что также может привести к снижению распознавания IgE-эпитопов в организме, но это требует дальнейшего изучения.
Это первое исследование, в котором распространённые аэроаллергены используются в контролируемых условиях в концентрациях, аналогичных реальным уровням содержания аллергенов в воздухе. Эти новые методы должны помочь понять, как перемещаются переносимые по воздуху аллергены и насколько они доступны в вдыхаемом воздухе. Таким образом, они могут помочь в разработке эффективных мер вмешательства и профилактики.
Выводы
«Эти результаты свидетельствуют о том, что УФ-излучение222 может снизить иммунную распознаваемость аллергенов в частицах, попадающих в дыхательные пути, что подтверждает целесообразность его использования в качестве комплексной стратегии борьбы с аэроаллергенами в помещениях». Для понимания того, как это связано с клинически значимым уменьшением симптомов у людей с повышенной чувствительностью или аллергией, необходимы дальнейшие исследования.
Ссылка на журнал:
- Эйдем, Т., М., Раф, К., М., и Эрнандес, М., Т. (2025). Воздействие дальнего ультрафиолетового излучения (УФ222) снижает иммунную реакцию на распространённые аллергены, передающиеся воздушно-капельным путём. ACS ES&T Air. doi: https://doi.org/10.1021/acsestair.5c00080. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsestair.5c00080
Чтобы написать отзыв нужно авторизоватся