Introducción

La pandemia de COVID-19 ha provocado una profunda crisis sanitaria y económica. Según diversos estudios, factores intrínsecos y extrínsecos del paciente pueden modificar la gravedad de esta enfermedad. Sería importante poder determinar qué factores afectan la transmisión del coronavirus-2 del síndrome respiratorio agudo grave (SARS-CoV 2, por sus siglas en inglés). Se sabe que la contaminación ambiental es nociva para la salud, pero se desconoce si altera la transmisión del SARS-CoV 2. Según distintos informes, la contaminación ambiental podría aumentar la propagación de infecciones, ya que causa una respuesta inflamatoria persistente y daña los sistemas respiratorio e inmunitario. Además, estudios recientes sugieren que los aerosoles en el aire pueden extender la supervivencia del virus en este medio. Se ha sugerido que la contaminación del aire habría contribuido a la propagación de virosis como la influenza, entre otras. Estudios recientes indican que la contaminación del aire se correlacionaría con la incidencia de COVID-19 en diversos países. Sin embargo, no parece sencillo demostrar la relación entre la contaminación del aire y la propagación de esta enfermedad, ya que es necesario tener en cuenta las características epidemiológicas, aislar el impacto de la contaminación del aire de los posibles factores de confusión y capturar el impacto dinámico. Por lo tanto, no está claro si la contaminación del aire puede afectar de manera causal la transmisión de SARS-CoV 2.

El objetivo del presente estudio fue estimar el efecto causal plausible de la contaminación del aire en la transmisión del virus en China, donde los niveles de contaminación del aire parecen ser más elevados que los de los países desarrollados.

Métodos

Se analizaron los datos de la COVID-19 y la calidad de aire de 330 ciudades de China desde el 1 de enero hasta el 1 de abril del 2020. El modelo epidemiológico susceptible infectious recovered deceased (SIRD) se utilizó para caracterizar la transmisión de la enfermedad y valorar el crecimiento epidémico exponencial. Se adoptó el enfoque de variable instrumental (VI) para aislar el impacto de la contaminación del aire de los posibles factores de confusión. Específicamente, se emplearon inversiones térmicas para poder aislar de manera creíble el impacto causal de la contaminación del aire. Además, para examinar el impacto dinámico de la contaminación del aire en la transmisión de la COVID-19, se usaron modelos flexible distributed-lag (FDL). Los datos de COVID-19 de las ciudades chinas se obtuvieron de la National Health Commission of China. El índice de calidad del aire (ICA) se recopiló de estaciones de monitoreo que cubren las 330 ciudades. También se analizaron datos meteorológicos que incluyeron la temperatura, las precipitaciones y la profundidad de la nieve acumulada. Se estimó el exceso de casos de COVID-19 atribuibles a la mala calidad del aire.

Resultados

Primero se comprobó que la inversión térmica estuviera correlacionada de manera significativa con la variación en la contaminación del aire local. Posteriormente se utilizó la contaminación del aire calculada para estimar la relación contaminación-transmisión. Se observó que a mayor contaminación del aire parece aumentar la propagación del virus, con un retraso de 2 a 13 días. Este retraso coincidiría con las observaciones epidemiológicas que indican que la COVID-19 generalmente se confirma después de la incubación, las pruebas y la notificación. El aumento de 10 puntos (14.3%) en el ICA eleva la tasa de propagación del SARS-CoV 2 en 2.8 puntos porcentuales. Por el contrario, antes y después de estos períodos de mayor contaminación, la contaminación del aire no tuvo un efecto consistente y significativo sobre la transmisión del virus. Estos resultados fueron similares en una serie de especificaciones de modelos diferentes.

Se identificó que la tasa de crecimiento diaria promedio en la primera semana del brote epidémico fue del 24.9% en todas las ciudades, con un tiempo de duplicación de las infecciones por SARS-CoV-2 de 2.78 días. Si el ICA aumenta 10 puntos, el tiempo de duplicación se reduciría a 2.5 días. Por otro lado, si la tasa de eliminación (total de la tasa de recuperación y la tasa de muerte en el modelo SIRD) es de 13% a 20%, lo que significa que los pacientes se recuperan o mueren en 5.1 a 7.1 días, el aumento de 10 puntos en el ICA daría lugar a un número de reproducción (R0) de 0.14 a 0.22 más alto.

Cuando se analizó de manera individual el efecto de cada contaminante del aire sobre la transmisión del virus se obtuvieron resultados similares para la mayoría de los contaminantes, los niveles más altos de contaminación aumentan la tasa de crecimiento de COVID-19 con 2 a 13 días de retraso. La única excepción fue el ozono, cuya mayor concentración disminuye de manera leve la transmisión de la enfermedad, aunque la relación no fue estadísticamente significativa. Esto podría deberse a que la concentración de ozono a menudo se correlaciona de forma negativa con otros contaminantes, y que el ozono ambiental puede inactivar el virus al alterar su estructura.

Se estimó que la tasa diaria de crecimiento del virus se habría reducido en un 2.11% en promedio si todas las ciudades chinas hubieran tenido una calidad del aire “buena” o “moderada” (ICA por debajo de 100). Por lo tanto, el número de infecciones activas se habría reducido de manera sustancial. Por ejemplo, el número de infecciones activas habría caído un 23.5% el 14 de febrero, cuando se registró el mayor número de infecciones activas en China. Cuando se comparó el escenario de calidad del aire buena o moderada con el de calidad del aire mala se observó que la contaminación del aire modificó el crecimiento exponencial del virus. La diferencia en los casos confirmados fue pequeña en el brote inicial, pero aumenta de manera gradual a medida que avanza el brote.

Discusión

La contaminación del aire parece estar asociada con la transmisión de la COVID-19. Los resultados del presente estudio parecen indicar que el aumento de 10 puntos (14.3%) en el ICA provoca un incremento de 2.8 puntos porcentuales en la tasa de crecimiento diario de COVID-19 con 2 a 13 días de retraso. Este efecto sería tanto estadística como económicamente significativo. Por ejemplo, manteniendo todas las demás variables constantes, si el ICA hubiera sido un 13.2% menos se habrían registrado 25.7% menos casos de COVID-19 en China.

Los países con niveles altos de contaminación del aire podrían verse más afectados por la COVID-19 que aquellos con niveles bajos, debido a que la enfermedad se transmitiría de manera más rápida. Por lo tanto, los países en desarrollo que dependen en gran medida de la industria y el carbón deberían tomar medidas más estrictas para controlar la contaminación ambiental como parte de las políticas para frenar la propagación de esta pandemia.

Una de las principales limitaciones del presente estudio es que utilizó infecciones activas confirmadas para crear las variables de resultado, pero el número de casos confirmados podría ser mucho menor que los casos reales y podría no reflejar el brote epidémico real. Además, el presente estudio no tendría el poder estadístico suficiente para investigar si la contaminación del aire afecta la mortalidad por COVID-19.

Conclusión

El aumento de la contaminación del aire parece incrementar la tasa de transmisión diaria de COVID-19 con 2 a 13 días de retraso.