Lo studio di coorte SAPALDIA – più di 25 anni di ricerca per una salute migliore

Dall’esposoma al fenoma

 

SAPALDIA è uno studio svizzero sulla salute della popolazione adulta. L’obiettivo è di studiare l’impatto dei fattori ambientali e dello stile di vita sulla salute delle persone a lungo termine.
Dal 1991, ad ogni fase di SAPALDIA, sono stati raccolti dati da questionari, esami sulla salute e strumenti di misura portabili (p.es. accelerometri). Questi riguardanti l'ambiente, lo stile di vita e la salute sono stati raccolti sugli stessi partecipanti allo studio per oltre 25 anni. Questo studio viene quindi definito “studio a lungo termine” (di coorte).
All’inizio dello studio, i partecipanti di SAPALDIA avevano un’età compresa tra 18 e 60 anni e abitavano in 8 diverse città della Svizzera (Aarau, Basilea, Davos, Ginevra, Lugano, Montana, Payerne und Wald). Tali città non sono solo riflesso di differenze linguistiche, ma anche di specificità regionali, climatiche e sociodemografiche. Condotto per la prima volta nel 1991, SAPALDIA ha studiato l'impatto a lungo termine dell'inquinamento atmosferico sulla salute delle vie respiratorie. Alla prima fase dello studio (SAPALDIA1) hanno partecipato 9.651 persone. Nel 2002, le stesse persone sono state invitate per la seconda fase (SAPALDIA2) e 8'047 sono tornati. Da allora, sono state condotte due ulteriori fasi della ricerca: SAPALDIA3 (2010) e SAPALDIA4 (2017). Attualmente è in corso la quinta edizione di SAPALDIA (SAPALDIA5).

Nicole Probst-Hensch

Nicole Probst-Hensch, Professor, PhD (Pharmacy and Epidemiology), MPH

SAPALDIA è uno studio multicentrico. Gli otto centri sono:

Centro di ricerca: AARAU

Dr. med. Robert Bettschart
Hirslandenklinik Aarau

Centro di ricerca: BASEL

Prof. Daiana Stolz
Universitätsspital Basel, Pneumologie

Centro di ricerca: DAVOS

Dr. med Thomas Rothe
Spital Davos, Pneumologie

Centro di ricerca: GENEVA

Prof. Paola Gasche-Soccal
Hopitaux Universitaires Genève, Services des Pneumologies

Centro di ricerca: LUGANO

Prof. Marco Pons
Ospedale Regionale di Lugano, Pneumologia

Centro di ricerca: MONTANA

Prof. Pierre-Olivier Bridevaux
Hôpital du Valais Sion, Centre Valaisan de Pneumologie

Centro di ricerca: PAYERNE

Dr Luc Burdet
Hôpital Intercantonal de la Broye, Payerne

Centro di ricerca: WALD (ZH)

Dr. Alexander Turk
Lunge Zürich

Precedentemente

Lo studio di coorte SAPALDIA è finanziato principalmente dal Fondo nazionale svizzero per la ricerca scientifica fin dagli anni 90.
Nel corso degli anni, lo studio è stato sostenuto finanziariamente da diversi uffici nazionali, come gli uffici federali dell’ambiente, della sanità pubblica e dei trasporti, e anche dai cantoni di Argovia, Basilea Città, Basilea Campagna, Ginevra, Lucerna, Ticino, Vallese e Zurigo. Altri sostenitori sono stati la Lega polmonare svizzera, le leghe polmonari cantonali di Basilea Città, Basilea Campagna, Ginevra, Grigioni, Lucerna, Ticino, Vallese e Zurigo, “die Stiftung ehemals Bündner Heilstätten”, l’assicurazione svizzera contro gli infortuni professionali SUVA, die Freiwillige Akademische Gesellschaft, UBS Wealth Foundation, Talecris Biotherapeutics GmbH, Abbott Diagnostics, Klinik Barmelweid, Hirslanden Klinik Aarau, Commissione Europea 018996 (GABRIEL), Wellcome Trust WT 084703MA, Exposomics EC FP7 grant (Grant agreement No: 308610).

Da studio “sull’inquinamento atmosferico” a ricerca “sull’invecchiamento in buona salute”

Da studio sull’inquinamento atmosferico SAPALDIA si è trasformata in un’ampia ricerca sulla sanità pubblica, la quale indaga i fattori di rischio per diverse malattie croniche e i loro effetti sul sistema sanitario svizzero. Per far ciò, è veramente importante che dalla popolazione svizzera siano raccolti molti dati e campioni biologici. La ricchezza dei dati di SAPALDIA può aiutare a rispondere a molte domande ed è integrata in ampie reti di ricerca europee.

Di seguito sono elencati alcuni degli obiettivi della ricerca SAPALDIA negli ultimi 30 anni

SAPALDIA1: Indagare se esiste un legame tra l’inquinamento atmosferico e la funzione polmonare della popolazione. Determinare la frequenza con cui gli adulti in Svizzera soffrono di allergie.

SAPALDIA2: Dimostrare che una migliore qualità dell’aria è associata ad un rallentamento della diminuzione della funzione polmonare correlata all‘età.
Ricercare se esiste un legame tra l’inquinamento atmosferico e un peggioramento della funzione cardiaca.

SAPALDIA3: Esaminare in che modo altri fattori, come dell’attività fisica regolare, dieta o rumore, influiscono sulla salute degli adulti in Svizzera.

SAPALDIA4: Indagare i fattori che sostengono l'invecchiamento in buona salute collegando i dati raccolti in precedenza con caratteristiche e funzioni perfezionate di recente dell'invecchiamento. Esaminare quali sono i fattori che determinano il ricorso (e la frequenza) ai diversi servizi sociali e sanitari.

SAPALDIA5: Per la prossima inchiesta, saranno inviati a tutti i partecipanti SAPALDIA dei questionari. L'obiettivo è continuare a raccogliere informazioni sullo stato di salute, sull'utilizzo dei servizi medici e sociali, sulle condizioni di vita e sui fattori ambientali. Siccome queste informazioni possono cambiare nel corso del tempo, i questionari saranno inviati per 2 volte a distanza di un anno.

Disegno dello studio

Dati complessi per poter comprendere complesse malattie croniche

Le persone a cui dà fastidio il rumore degli aerei, dei treni e del traffico stradale fanno meno sport o camminano di meno. Questo si spiega probabilmente con il fatto che queste persone dormono meno (Foraster et al. 2016. Environ Int).

Asma e sintomi allergici sono più rari in età avanzata. Le persone che hanno l’asma o i cui familiari manifestano sintomi allergici hanno un rischio maggiore di soffrire di una forma allergica di raffreddore. Chi è cresciuto in una fattoria o ha fratelli più grandi o vive attualmente in campagna soffre meno di rinite allergica (Abramson et al 2016. Allergol Int).

I dati di SAPALDIA dimostrano che l'attività fisica svolta nel tempo libero ha un effetto maggiore sul controllo del proprio peso, rispetto all’attività fisica sul lavoro. Ciò significa che fare sport e camminare regolarmente è un buon modo per mantenersi in forma (Wanner et al 2016. Prevent Med Rep). 

Con l’età la parete dell’arteria carotidea tende a ispessirsi e le arterie si irrigidiscono. Facendo sport regolarmente non si riesce a fermare del tutto questo processo di invecchiamento, tuttavia lo si può rallentare (Caviezel et al 2015. PLOSone; Endes et al 2016. Eur J Epidemiol).

Occorrono diversi anni perché tutte le tracce lasciate dal fumo scompaiano completamente e il profilo dell’elettrocardiogramma (ECG) di una persona che ha smesso di fumare torni a essere uguale al profilo ECG di chi non ha mai fumato (Girard et al. 2016. Environ Res). 

L’asma è una malattia polmonare complessa. Unendo le informazioni a disposizione relative alla frequenza degli attacchi di asma, all’età in cui l’asma è diagnosticata, al fatto che l’asma si manifesti insieme o senza allergie, o che si assumano o meno medicamenti contro l’asma, SAPALDIA ha permesso di identificare diversi tipi di asma. Inoltre, nostri risultati dimostrano anche che il forte sovrappeso è un fattore di rischio il cui impatto sull’asma varia a seconda dei tipi di asma (Jeong et al 2016. presentato).

Nel 2009 un partecipante su 20 di SAPALDIA3 soffriva di diabete di tipo 2. È stato scoperto che più è alta la concentrazione di particolato nel luogo di residenza, maggiore è il rischio di sviluppare il diabete di tipo 2. (Eze et al 2014. Environ Int). 

La «sindrome metabolica» è definita come la presenza contemporanea di ipertensione arteriosa, sovrappeso (in particolare il grasso addominale), oltre che di un tasso elevato di zucchero e colesterolo nel sangue. Tramite SAPALDIA siamo stati in grado di dimostrare che l’esposizione al particolato aumenta anche il rischio di sindrome metabolica (Eze et al 2015. PLOS One).

L’analisi di SAPALDIA sui geni, sull’inquinamento atmosferico e sulla funzione polmonare ha permesso di identificare il gene della proteina caderina 13. A seconda della sua variante genetica, i polmoni reagiscono in misura minore o maggiore al particolato.  È probabile che la caderina 13 rafforzi l’effetto degli inquinanti atmosferici sui polmoni, riducendo anche la produzione di un messaggero chimico importante per la perdita di peso (Imboden et al 2015. Environ Health Perspect). 

La proteina CC16 è prodotta nei polmoni e può essere misurata nel sangue. Una maggiore quantità di proteina CC16 prodotta dal polmone migliora la possibilità dello stesso di combattere gli attacchi infiammatori e ossidativi da parte dei fattori ambientali. Più alto è il valore di CC16 nel sangue, più stabile è la funzione polmonare nel corso degli anni. Questo risultato potrebbe rivelarsi prezioso per sviluppare nuovi medicamenti contro le malattie polmonari (Guerra et al 2015. Lancet Resp Med).

In una delle più grandi collaborazioni di ricerca europee (ESCAPE) relative allo studio della relazione tra inquinamento atmosferico e salute è stato scoperto che l’inquinamento atmosferico, anche se scarso, peggiora la funzione polmonare della popolazione. È interessante notare come i polmoni delle persone sovrappeso siano maggiormente sensibili all’inquinamento atmosferico (Adam et al 2015. Eur Resp J). 

Nei partecipanti a SAPALDIA, un modello nutrizionale che include un'alta percentuale di frutta, verdura, noci e pesce, nonché il consumo di zuppe, acqua, tè e caffè, è associato a una migliore funzione polmonare rispetto a un modello nutrizionale con un'alta percentuale di proteine (come la carne, salsiccia, uova), snack salati e alcool. (Steinemann et al 2018. Respiration).

Nell'ambito del progetto europeo ECRHS, nel quale SAPALDIA è stata coinvolta sin dall'inizio, è stato esaminato se i divieti di fumo introdotti hanno ridotto l'esposizione al fumo passivo. Lo studio ha dimostrato che dopo l'introduzione del divieto di fumo, la probabilità di essere esposti al fumo passivo sul lavoro è diminuita in modo significativo. I divieti di fumo nei posti di lavoro pubblici e privati hanno effettivamente ridotto l’esposizione al fumo passivo dannoso (Olivieri et al 2019. Indoor Air). 

Studi epidemiologici mostrano che l'inquinamento dell’aria è un fattore di rischio comune per le malattie polmonari e per quelle cerebrovascolari o cardiovascolari. Nell'ambito del progetto europeo EXPOsOMICS, a cui SAPALDIA partecipa, i ricercatori hanno dimostrato che un duraturo inquinamento dell’aria, in particolare le polveri fini, può disturbare determinati processi metabolici nel corpo. Nello specifico, il disturbo del metabolismo del linoleato è associato all'inquinamento dell’aria, all'asma negli adulti e alle malattie cardiovascolari (il linoleato è un sale di un acido grasso insaturo). Questi risultati suggeriscono che l'inquinamento dell’aria interferisce con i processi metabolici comuni dell'asma negli adulti e delle malattie cardiovascolari, aumentando il rischio di entrambe le malattie (Jeong et al 2018. Environ Int).

Quando si effettuano pulizie con detergenti chimici (ad es. detergenti spray), le vie aeree sono esposte ai vapori degli agenti chimici. I ricercatori di ECRHS hanno dimostrato che nelle donne che a casa puliscono regolarmente o lavorano come addette alle pulizie, la funzione polmonare diminuisce più rapidamente. Ciò significa che l’utilizzo duraturo di detergenti chimici durante la pulizia potrebbe comportare un rischio per la salute delle vie respiratorie sul lungo termine (Svanes et al. 2018. Am J Respir Crit Care Med.).

Il rumore del traffico, in particolare il rumore della strada e degli aerei, può essere associato ad un aumentato rischio di sviluppare il diabete di tipo 2. Questo è stato dimostrato dai ricercatori grazie ai dati di SAPALDIA (Eze et al 2017. Inter J Epidemiol). I ricercatori hanno anche dimostrato che il rumore del traffico durante la notte, a lungo termine ha un effetto sul controllo dei livelli di zucchero nel sangue, specialmente nei diabetici. Ciò significa che una raccomandazione medica per i diabetici potrebbe essere: chiudere la finestra di notte o dormire sul lato più tranquillo del proprio appartamento (Eze et al. 2017. Int J Environ Res Public Health). 

Le malattie polmonari sono associate ad un aumentato rischio di malattie cardiovascolari negli adulti, ma si sa poco sugli effetti precoci nell'adolescenza. Nello studio SAPALDIA Youth, 257 bambini dei partecipanti a SAPALDIA sono stati esaminati durante SAPALDIA3. È stato dimostrato che nei giovani asmatici, già nella adolescenza esiste un aumentato rischio di alterazioni precoci dei vasi sanguigni nel sistema cardiovascolare. Questi risultati suggeriscono che l'asma infantile potrebbe aumentare il rischio di malattie cardiovascolari negli adulti (Dratva et al 2018. Eur J Pediatr).

Il sovrappeso è stato ripetutamente associato all’asma non allergica. Tuttavia, il meccanismo biologico dietro di esso è tutt’ora poco compreso. I dati di SAPALDIA sono stati utilizzati per studiare se le infiammazioni potrebbero essere un legame tra obesità e asma. Questa ipotesi si basa sul fatto che l'adiposità (cioè l'obesità) provoca un'infiammazione sistemica cronica nel corpo. Attraverso l'epigenetica, i ricercatori di SAPALDIA hanno dimostrato che un'alterata metilazione nei geni pro-infiammatori potrebbe essere il legame tra l’obesità e l’asma non allergica. (Jeong et al 2019. Int J Environ Res Public Health). 

Il fumo ha un ruolo nello sviluppo dell'asma negli adulti? I ricercatori sono stati in grado di fornire prove di ciò nell'ambito del progetto GABRIEL. Sei studi hanno preso parte a questo progetto e ovviamente anche SAPALDIA era presente. Attraverso uno studio di associazione sul genoma, i ricercatori hanno dimostrato che esistono variazioni nei geni dei cromosomi 9 e 12 associati sia al fumo di tabacco sia allo sviluppo dell'asma negli adulti (Vonk et al 2017. Int J Hyg Environ Health).

Il 4% dei partecipanti a SAPALDIA ha una funzione polmonare limitata. Le cause di una funzione polmonare limitata possono essere molteplici. Tuttavia, i dati SAPALDIA mostrano che le persone con una funzione polmonare limitata praticano attività fisica meno spesso e meno intensa e che soffrono anche più spesso di altre malattie come l'ipertensione, il diabete, le malattie cardiovascolari e la depressione (Carsin et al.2019. Respir Med).

Uno stile di vita sano (molto esercizio fisico, controllo del peso corporeo, non fumare e basso consumo di alcol) non solo protegge dalle malattie croniche, ma ha anche un effetto positivo sul decorso di una malattia cronica esistente. Ecco perché le raccomandazioni per il miglioramento dello stile di vita sono una componente importante di qualsiasi trattamento per il diabete e l'ipertensione. Utilizzando i dati SAPALDIA, tuttavia, siamo stati in grado di dimostrare che, soprattutto negli uomini con ipertensione o diabete, lo stile di vita non è migliorato nonostante la diagnosi ricevuta. (Walther et al 2017. Prev Med). 

Le persone esposte a metalli o a polvere minerale durante il lavoro soffrono più spesso di bronchite cronica e hanno più spesso problemi con l'espettorazione. Questi sono i risultati di un'analisi nell'ambito del progetto ECRHS (Lytras et al 2019. Occup Environ Med).

Uno studio di SAPALDIA è stato in grado di dimostrare che l'inquinamento atmosferico a lungo termine può avere un impatto negativo sulla variabilità del ritmo cardiaco, specialmente nelle persone che non hanno il gene GSTM1. Questa associazione era riconoscibile solo nelle persone sane (Meier-Girard et al.2019. Environ Int).

Tramite una collaborazione tra diversi studi, tra cui SAPALDIA, è stato dimostrato che epigenetici modelli (cambiamenti nella metilazione del DNA) possono essere utilizzati per identificare i processi biologici attraverso i quali le disuguaglianze sociali possono influenzare l'invecchiamento in buona salute (Fiorito et al. 2019. Aging). 

L’ambiente e lo stile di vita influenzano la funzione polmonare. Ciò attraverso i cambiamenti epigenetici (metilazione del DNA) che regolano i processi biologici. Abbiamo potuto dimostrare che i modelli di metilazione correlati al tabacco possono influenzare la funzione polmonare. Questo dimostra una volta di più la nocività del fumo. Questi risultati saranno importanti anche nella valutazione della nocività delle sigarette elettroniche (Imboden et al 2019. Eur Respir J).

Uno studio SAPALDIA ha mostrato che il rischio di sviluppare l'asma in tarda età è elevato quando si è soggetti ad un aumento di peso (cambiamento della figura corporea) in diversi momenti della propria vita (infanzia, adolescenza, ecc.). Nelle donne, questo si verifica in modo particolare tra i 45 anni e la menopausa (Hansen et al. 2019. Respiratory Medicine). 

Lo stato sociale è un fattore importante quando si esamina la corretta relazione tra inquinamento dell’aria e funzione polmonare. Ciò è stato dimostrato da uno studio europeo sul biossido di azoto (NO2) al quale SAPALDIA ha partecipato (Keidel et al 2019. Int J Environ Res Public Health).

Vi sono sempre più prove crescenti che l'inquinamento atmosferico ha un ruolo nello sviluppo dell'asma. Uno studio che ha coinvolto SAPALDIA ha dimostrato un effetto di mediazione di alcuni biomarcatori del sistema immunitario nell’associazione tra inquinamento atmosferico e lo sviluppo dell’asma (Mostafavi et al. 2019. Sci. Rep.) 

Grazie a grandi studi internazionali, che hanno incluso dati di oltre 400’000 partecipanti, si sono potuti identificare oltre a 270 fattori di rischio genetico per la funzione polmonare. Conoscere i fattori genetici e i meccanismi della malattia può migliorare a lungo termine il trattamento della BPCO (broncopneumopatia cronica ostruttiva). Ciò, può anche aiutare a prevenire questa grave malattia (Shrine et al.2019. Nature Genetics; Wain et al.2018. Nature Genetics; Jackson et al.2018. Wellcome Open Research).

L'asma è una malattia polmonare cronica che si può trattare. È possibile anche che l’asma sparisca del tutto (remissione). In collaborazione con altri studi di coorte, sono state esaminate le cause genetiche della remissione dell'asma e sono state trovate indicazioni plausibili per varianti di geni coinvolte nella remissione (Vonk et al. 2018. Clin. Exp. Allergy). 

Il raffreddore da fieno allergico si verifica frequentemente all’interno della stessa famiglia. In un ampio studio internazionale con quasi 60’000 persone con raffreddore da fieno, al quale SAPALDIA ha contribuito alle analisi, sono stati identificati 20 nuovi geni che potrebbero aumentare il rischio di sviluppare il raffreddore da fieno (Waage et al 2018 Nature Genetics).

Ad ogni indirizzo in Svizzera può essere associato un grado d’inquinamento acustico causato dal traffico stradale, da quello aereo o da quello ferroviario. I dati SAPALDIA hanno mostrato che un aumento dell'inquinamento acustico causato dal traffico stradale nel luogo di residenza è associato ad un aumentato rischio di obesità e ad una circonferenza della vita più grande. Questo non è potuto essere dimostrato per altre fonti di rumore come il rumore degli aerei o il rumore ferroviario (Foraster et al. 2018. Environ. Int.). 

L'alfa1-alfa-tripsina (AAT) è una proteina che protegge i polmoni. È noto che fumando e avendo simultaneamente una carenza di AAT nel sangue può svilupparsi una malattia polmonare cronica già nella mezza età. I ricercatori di SAPALDIA sono stati recentemente in grado di dimostrare che l'AAT può proteggere non solo i polmoni ma anche i vasi sanguigni. Ulteriori studi sono necessari per dimostrare se è clinicamente rilevante considerare questo fattore di rischio, tradizionalmente polmonare, anche per le malattie cardiovascolari (Curjuric et al. 2018. Artherosclerosis). La proteina Alpha1-alfa-tripsina (AAT) circola nel sangue e protegge i polmoni dagli attacchi causati dal fumo. Sulla base di analisi e di modelli epigenetici (analisi della metilazione del DNA), siamo stati in grado di dimostrare con i dati SAPALDIA che, contrariamente alle aspettative, la regolazione epigenetica della regione del gene AAT non influisce sulla funzione polmonare nella popolazione generale (Beckmeyer-Borowko et al. 2018 Resp. Res.).