“SCIENZE E BIOTECNOLOGIE MEDICHE SPERIMENTALI APPLICATE”Indirizzo c) Pneumologia Sperimentale e Clinica

DIPARTIMENTO BIOMEDICO DI MEDICINA INTERNA E SPECIALISTICAMED/10

Utilizzo della valutazione della frazione di Ossido Nitrico Esalato (Fe NO) in pediatria.

IL DOTTORE IL COORDINATORE

Dr. Stefania La Grutta Prof. Carla Giordano

Il COORDINATORE di Indirizzo

Prof. Maria Rosaria Bonsignore

IL TUTOR CO TUTOR

Prof. Nicola Scichilone Dr. Fabio Cibella

1

CICLO XXV

ANNO CONSEGUIMENTO TITOLO 2015

Indicepagina

Abstract 3Elenco Tabelle 4Elenco Figure 5Introduzione 6Obiettivi di ricerca 8

A) LINEA DI RICERCA CLINICA 9 Metodi Popolazione in studio 9 Disegno di studio 10 Determinazione del FeNO 11 C-ACT e ACT 11 Prove allergiche cutanee 12 Spirometria 13 Analisi statistica 14 Comitato Etico 15 Risultati 15 Caratteristiche della popolazione in studio 15 Caratteristiche del sottogruppo con osservazioni longitudinali 19 Livelli individuali di FEV1, FeNO e C-ACT/ACT 23 Caratteristiche del sottogruppo con osservazioni longitudinali 29 sulla base dei livelli di FeNO (≤ 20 e >20) a V0. Variazioni medie percentuali registrate tra le visite (V0 V1 e V2) 32 Correlazioni tra FEV1, FeNO e C-ACT/ACT 33 Analisi multivariata 36 Conclusioni 37 Bibliografia 39

B) LINEA DI RICERCA EPIDEMIOLOGICA 43

Metodi 44Popolazione in studio 44Disegno di studio 46Analisi statistica 50Risultati 50Conclusioni 56Bibliografia 57

2

ABSTRACT

IntoduzioneIl FeNO è stato studiato come marcatore di risposta per la terapia con steroidi inalatori (ICS) e come marcatore dell’effetto degli inquinanti sull’infiammazione delle vie aeree.Obiettivi di ricercaIl progetto di ricerca di Dottorato si è articolato in due linee di ricerca: (A) clinica: i) per determinare il valore del FeNO nel controllo dell’asma; ii) per esplorare il ruolo del FeNO come marcatore predittivo nella gestione della malattia; (B) epidemiologica: per esplorare il ruolo di determinanti ambientali sul FeNO.(A) LINEA DI RICERCA CLINICA Popolazione in studio: 56 pazienti con Asma Persistente (AP) valutati con prove allergiche cutanee, test clinico-funzionali, C-ACT/ACT e misurazione di FeNO a V0, V1 (t = 42 mesi) e V2 (t = 42 mesi); somministrazione di ICS secondo GINA: dose bassa o medio-alta di ICS-Budesonide equivalente per classi 6-11 (bassa ≤200 mcg/die; medio-alta >200 mcg /die) e ≥12 anni (bassa mcg400 /die o medio-alta >400 mcg/die).Disegno di studio: retrospettivo osservazionale e analisi post- hoc.Analisi statistica: test Chi-quadro di Pearson per associazioni tra variabili categoriali; test T per differenza di medie per variabili quantitative continue.; indice di correlazione di Bravis-Pearson per relazioni tra variabili; modello misto lineare generalizzato per i predittori nel controllo dell’asma; curva ROC per identificare i valori di FeNO disciminanti il livello di controllo. Un valore di p≤0.05 considerato come limite di significatività. Analisi statistiche effettuate con il software statistico R (3.1.0).Risultati: Correlazioni significative tra FeNO e FEV1 in AP e nel gruppo di AP con valori iniziali di FeNO >20ppb. Maggiore tendenza media di miglioramento delle variabili oggettive di funzione respiratoria e delle categorie soggettive di controllo (C-ACT/ACT) nei pazienti con un maggiore livello di severità iniziale. Ad incrementi unitari di FeNO la quota dei controllati diminuisce di 0.5, così come ad incrementi del FEF25−75, all’aumentare della dose di ICS ed all’aumentare della durata della malattia la quota dei controllati aumenta.Conclusioni: La determinazione del FeNO ha un ruolo nella gestione dell’asma pediatrico ed il suo incremento nel follow-up è un marcatore predittivo di asma non controllato. (B) LINEA DI RICERCA EPIDEMIOLOGICA Popolazione in studio: Progetto RESPIRA Project realizzato tra Aprile 2011 -Agosto 2014 in 4 Città del Distretto sanitario di Gela (Gela, Mazzarino, Niscemi, Butera).Disegno di studio: Caso- Controllo (Gela, NO Rural vs Mazzarino, Niscemi, Butera, Rural).Analisi statistica: test di Fisher per differenze tra gruppi (NO Rural vs Rural) rispetto a variabili cliniche (Genere, Asma, Wheezing, Rinite, Esposizione a fumo passivo, Esposizione l traffico); T- test per la differenza in media nei gruppi delle zone No-Rural vs Rural; Test di Kruskal-Wallis per differenze in mediana per i livelli di FeNO, Vanadio, Nickel, PM2.5; modello lineare multiplo generalizzato con famiglia binomiale negativa e link log per le relazioni tra FeNO e le variabili esplicative incluse nel modello. Risultati: Livelli significativamente più elevati di Vanadio, Nickel e PM 2.5 e FeNO in area No-Rural vs le tre zone Rural; livelli di FeNO in media più alti di 1.52 e di 1.89 in soggetti rispettivamente con 1 SPT+ e 2 SPT+ vs SPT- .Conclusioni: La residenza in area NO Rural e l’atopia sono i determinanti per i livelli di FeNO in bambini asmatici.

3

4

5

Introduzione

L’asma è la malattia respiratoria cronica più frequente in età pediatrica con

valori medi di prevalenza del 5% [1]. L’asma è un disordine infiammatorio

cronico caratterizzato da bronco-ostruzione variabile, iperreattività

bronchiale e sintomi respiratori [2]. Nelle Linee Guida GINA 2014 le

raccomandazioni per il trattamento sono basate sul livello di controllo

piuttosto che sul livello di severità. Nell’approccio guidato dal controllo il

raggiungimento ed il mantenimento dello stato di controllo dell’asma e la

riduzione dei futuri rischi sono gli elementi chiave che guidano la gestione

del paziente [3]. Per ottenere lo stato di controllo è necessario che il

paziente sia clinicamente rivalutato con regolarità adeguando il trattamento

sul livello di controllo. Pertanto nel caso di non-controllo il trattamento va

modulato con lo step-up fino al raggiungimento e mantenimento dello

stato di controllo per almeno tre mesi, dopo i quali può essere considerato

lo step-down. Molti studi hanno documentato i benefici di un buon

controllo dell’asma su numerosi outcome che sono importanti per la qualità

di vita del paziente, la riduzione dell’impatto di malattia, l’utilizzo delle

risorse sanitarie, il più basso rischio di riacutizzazioni, l’uso di steroidi

orali, le ospedalizzazioni [4]. Il controllo dell’asma è una misura che

comprende i domini del danno e del rischio.

6

Il livello di controllo è determinato dalla frequenza dei sintomi, dalla

necessità di farmaci di rapido soccorso, dal numero di riacutizzazioni che

richiedono l’uso di steroidi sistemici. I pazienti ben controllati sono a più

basso rischio di riacutizzazioni. Nonostante la disponibilità di farmaci

inalatori anti-infiammatori e le raccomandazioni delle Linee Guida i livelli

di controllo dell’asma sono ancora sub-ottimali (30-40% dei pazienti), con

ridotto utilizzo long-term di farmaci di controllo (nel 60% dei pazienti),

sovra-utilizzo di farmaci per la risoluzione rapida dei sintomi ed un

significativo auto-reporting di riacutizzazioni in circa il 5% dei pazienti [5].

La frazione di ossido nitrico esalato (FeNO) è un prezioso supporto nella

diagnosi di asma [6] ed è considerato un marker surrogato della

infiammazione eosinofila delle vie aeree, ben correlando con l’eosinofilia

dell’espettorato e con il numero di riacutizzazioni [7]. Poiché la terapia

anti-infiammatoria è il principale trattamento dell’asma, nell’ambito del

concetto dell’inflammometro [8], si è attribuito un notevole valore alla

possibilità del FeNO di poter predire la risposta alla terapia con steroidi

inalatori [9]. E’ infatti riportata una più rapida risposta alla terapia con

steroidi inalatori (ICS) in pazienti con elevati livelli di FeNO al baseline

(>47 ppb) rispetto a quelli con valori di FeNO entro range normali (15-47

ppb)[10].

7

Malinovschi e coll. hanno recentemente dimostrato che dopo l’inizio della

terapia con ICS anche i livelli intermedi di FeNO (>25 e >50 ppb) sono

associati con un significativo miglioramento del controllo

dell’asma [11]. Le recenti Linee Guida ATS sull’interpretazione del FeNO

nella pratica clinica [12] indicano che valori <20ppb nei bambini di età <12

anni o <25ppb in quelli >12 anni generalmente riflettono una improbabile

infiammazione steroido-responsiva rispetto a valori di FeNO >25 ppb per i

quali è riportata una risposta positiva alla terapia con ICS [13].

Molti dati della letteratura hanno dimostrato in bambini asmatici residenti in

prossimità di zone esposte ad elevati volumi di traffico l’aumento dei sintomi

di asma, la riduzione della funzionalità respiratoria e l’aumento

dell’infiammazione delle vie aeree [14-16]. Il FeNO è stato utilizzato in studi

epidemiologici per la valutazione degli inquinanti sull’infiammazione delle

vie aeree di bambini asmatici e non [15].

Obiettivi di ricerca

Il progetto di ricerca di Dottorato si è articolato in due linee di ricerca: (A) clinica: i)

per determinare il valore del FeNO nel controllo dell’asma; ii) per esplorare il ruolo

del FeNO come marcatore predittivo nella gestione della malattia; (B)

epidemiologica: per esplorare il ruolo di alcuni fattori ambientali sul valore di

FeNO.

8

(A) LINEA DI RICERCA CLINICA

Metodi

Popolazione in studio

Da Settembre 2011 ad Ottobre 2014 sono stati seguiti 154 pazienti con

Asma Persistente (AP) con test clinico-funzionali e C-ACT/ACT. Essendo

disponibile da Gennaio 2013 la determinazione del FeNO, tale procedura è

stata inserita in aggiunta al precedente setting di valutazioni a partire dalla

Visita iniziale (V0) e per le successive visite di controllo, cosicché in 56

degli 84 pazienti (AP) è stato possibile ottenere una misurazione di FeNO

a V0 e due misurazioni alle successive visite di controllo V1 (t = 42 mesi) e

V2 (t = 42 mesi)(Figura 1). La diagnosi di asma e la determinazione del

livello di severità sono state eseguite in

accordo a criteri standard [2]. La terapia con ICS è stata prescritta a V0 in

accordo alle Linee Guida GINA, considerando dose bassa o medio-alta di

ICS-Budesonide equivalente in rapporto alle classi di età 6-11 (bassa ≤200

mcg/die; medio-alta >200 mcg /die) e ≥12 anni (bassa mcg400 /die o

medio-alta >400 mcg/die)[3].

I criteri di selezione dei pazienti comprendevano: due visite di controllo

(V1 e V2), misurazioni ripetute degli indici spirometrici, dei parametri di

9

controllo (Gennaio 2013-Ottobre 2014) soggettivi C-ACT/ACT e del

FeNO. I soggetti arruolati a V0 non avevano precedentemente ricevuto

terapia continuative per l’asma, con l’eccezione di terapie al bisogno con

Beta2 agonisti a breve durata di azione.

Disegno di studio

Si tratta di uno studio retrospettivo osservazionale con analisi post-hoc del

dataset che è continuamente alimentato.

Figura 1. Flow-chart del disegno dello studio nel sottocampione di pazienti

con Asma Persistente (N=56) con determinazione di FeNO.

10

Determinazione del FeNO.

Il FeNO è stato misurato prima dell’esecuzione delle manovre forzate

utilizzando l’analizzatore di ossido nitrico espirato – Hypair FeNO (Sensor

Medics Italia). Il range di misura è 0-600 ppb con compensazione

automatica delle variazioni di temperatura. Il tempo di risposta è 25 s ed il

tempo di analisi è 35s. La riproducibilità è 2,5 ppb in condizioni

ambientali di temperatura di lavoro tra 15 e 35°C e umidità di 10 - 80%. La

calibrazione dell’analizzatore è completamente automatica. Sono stati

utilizzati filtri antibatterici monouso, per la protezione sia del paziente sia

del sistema, e sono state eseguite tre manovre accettabili con una variazione

del valore di NO inferiore al 10%. Considerando la numerosità dei pazienti

si è scelto di suddividere i due gruppi per livelli di FeNO basso <20ppb, e

FeNO medio-alto >20ppb accorpando le due classi medio e alto indicate

dalle Linee Guida ATS [13].

Childhood Asthma Control Test (C-ACT) e Asthma Control Test (ACT).

I bambini di età ≤11 anni ed i loro genitori hanno risposto alle domande del

questionario (versione ufficiale italiana) C-ACT, costituito da 7 domande

che esplorano i sintomi diurni e notturni nelle quattro settimane precedenti.

Nella prima sezione il bambino risponde con il supporto di una scala visiva

a quattro domande che indagano la percezione del 11

controllo dell’asma, la limitazione delle attività, la presenza di sintomi

diurni e notturni. Nella seconda sezione il genitore o il caregiver risponde a

tre domande relative alla presenza di sintomi e sibili diurni e notturni. Il

punteggio del C-ACT varia da 0 (controllo peggiore) a 27 (controllo

ottimale). Un punteggio ≤19 indica uno stato di asma non controllato

[17]. L’ ACT è stato utilizzato per la valutazione del controllo dell’asma

in bambini di età ≥12 anni. Il questionario composto da 5 domande che

esplorano per le quattro settimane precedenti la presenza di sintomi, di

risvegli notturni, limitazione delle attività, e uso al bisogno di

broncodilatatore a breve durata di azione è stato compilato direttamente dai

ragazzi. Il punteggio di ACT varia da 5 a 25, un valore <20 indica uno stato

di asma non controllato [18].

Prove allergiche cutanee

Le prove allergiche cutanee (Skin Prick Test, SPT) sono state eseguite in

accordo con le raccomandazioni internazionali della European Academy

Allergy and Clinical Immunology [19], utilizzando un pannello standard di

allergeni comprendenti Dermatophagoides Mix, Graminacee mix,

Parietaria Judaica, Cipresso, Olivo, Pelo di cane, Pelo di gatto, Alternaria

(Estratti ALK SQ), insieme con il controllo positivo (Istamina 1%) e la

soluzione salina di controllo (10 mg/ml). La lettura è stata eseguita dopo 12

15’; il test è stato considerato positivo se il diametro medio del pomfo era

≥3 mm (calcolato come diametro massimo + diametro ortogonale/2),

dopo aver sottratto il diametro della reazione al controllo negativo.

L’atopia è stata definita come la presenza di almeno 1 SPT positivo.

L’Atopy Index è stato calcolato nel paziente come il numero di SPT

positivi ed è stato classificato come: 0=non atopico, 1=1 SPT positivo,

≥2=due o più SPT positivi. Gli allergeni testati sono stati raggruppati in

Outdoor (Graminacee mix, Parietaria Judaica, Cipresso, Olivo), Indoor

(Dermatophagoides Mix, Pelo di cane, Pelo di gatto) e Muffe (Alternaria).

Il livello totale di IgE è stato determinato con CAP System (Pharmacia-

Upjhon, Uppsala, Sweden). La conta totale degli eosinofili è stata

determinata utilizzando procedure standard.

Spirometria

L’altezza (cm) e il peso (kg) sono stati misurati in tutti i bambini in

posizione eretta senza scarpe, utilizzando uno stadiometro ed una bilancia

elettronica. I test di funzione polmonare sono stati eseguiti utilizzando uno

spirometro portatile (Pony FX, Cosmed, Roma, Italia). I pazienti con il

naso chiuso da una clip hanno eseguito in posizione eretta una profonda

manovra di inspirazione seguita da una espirazione massimale. Le manovre

di espirazione forzata sono state eseguite dopo una breve 13

dimostrazione e una prova. In accordo con le raccomandazioni ATS/ERS

Guidelines, i test sono stati accettati dopo aver acquisito tre manovre

riproducibili; FEV1 , FVC, FEF25−75 e FEV1 /FVC sono stati registrati

selezionando i migliori valori [20]. I valori spirometrici sono stati

normalizzati come percentuale del predetto in accordo con i valori ottenuti

dalle equazioni di riferimento descritte da Global Lungs Initiative (GLI)

[21]. Il test di broncodilatazione è stato eseguito con 400 µg of

salbutamolo, utilizzando uno spaziatore e la spirometria è stata ripetuta

dopo 15 min di intervallo.

Analisi statistica

Tutte le analisi statistiche sono state effettuate con il software statistico R

(3.1.0). Il test Chi-quadro di Pearson è stato impiegato per valutare le

associazioni tra le variabili categoriali, il test T per la differenza di medie è

stato impiegato per le variabili quantitative continue. L’indice di

correlazione di Bravis-Pearson è stato utilizzato per valutare eventuali

relazioni tra variabili. Un modello misto lineare generalizzato è stato

applicato al fine di valutare eventuali predittori nel controllo dell’asma. E’

stata inoltre utilizzata una curva ROC al fine di identificare i valori di

FeNO che discriminassero il livello di controllo. Un valore di p≤0.05 è

stato considerato come limite di significatività. 14

Comitato Etico

Lo studio è stato approvato dal comitato etico locale (Eudra-CT- 2014-

003365-17), i genitori ed i pazienti hanno firmato il consenso informato.

Risultati

Caratteristiche della popolazione in studio

Nelle tabelle 1, 2, 3, 4 sono descritte le caratteristiche demografiche,

cliniche funzionali e allergologiche dei pazienti con asma persistente e dei

sottogruppi identificati sulla base di quanto indicato in precedenza.

Popolazione base totale Popolazione Intermedia Gruppo di studio

Media (SD) Media (SD) Media (SD)

Soggetti (n) 154 85 56

Et`a (anni) 8.6 (2.7) 8.4 (2.8) 8.6 (2.3)

BMI (kg/cm2) 18.9 (4.4) 19.2 (4.6) 18.2 (4.0)

Peso Nascita (g) 3180.1 (637.5) 3161.7 (589.4) 3183.0 (772.4)

Et`a Gestazionale (settimane) 38.6 (2.4) 38.7 (2.4) 38.4 (3.1)

Durata (anni) 4.1 (2.5) 4.2 (2.7) 3.7 (2.5)

Riacutizzazioni Ultimi 12 mesi 2.9 (3.9) 4.0 (4.3) 2.4 (3.5)

Riacutizzazioni Severe 0.8 (2.2) 1.3 (2.8) 0.6 (1.8)

Tabella 1. Caratteristiche descrittive dei Pazienti con asma persistente alla

visita 0. Popolazione base totale: da Settembre-2011 ad Ottobre 2014,

Popolazione Intermedia: da Gennaio-2013 ad Ottobre-2014, Gruppo di

studio: gruppo di soggetti con tre misurazioni di FeNO.15

Tabella 2. Fattori di rischio personali ed ambientali dei Pazienti con asma persistente alla

visita 0. Popolazione base totale da 09-2011 ad 10-2014; Popolazione Intermedia: da 01-

2013 ad 10-2014, Gruppo di studio: soggetti con tre misure di FeNO.

16

Popolazione base totale Popolazione Intermedia Gruppo di studioVariabili Levels n (%) n (%) n (%)Genere Maschio

Femmina97(63.0) 28 (32.9) 34 (60.7)57(37.0) 57 (67.1) 22 (39.3)

tot 154(100.0) 85 (100.0) 56 (100.0)Livello Traffico Senza

Poco Moderato Intenso

22 (14.6) 29 (35.4) 12 (21.4)57 (37.8) 12 (14.6) 21 (37.5)34 (22.5) 27 (32.9) 21 (37.5)38 (25.2) 14 (17.1) 9 (16.1)

tot 151 (100.0) 82 (100.0) 56 (100.0)Fumo in Gravidanza No

S`ı131 (87.9) 68 (85.0) 50 (90.9)18 (12.1) 12 (15.0) 5 (9.1)

tot 149 (100.0) 80 (100.0) 55 (100.0)Fumo Passivo No

S`ı94 (62.7) 51 (63.0) 33 (60.0)56 (37.3) 30 (37.0) 22 (40.0)

tot 150 (100.0) 81 (100.0) 55 (100.0)Animale Primo NoAnno S`ı

129 (86.0) 70 (86.4) 47 (83.9)21 (14.0) 11 (13.6) 9 (16.1)

tot 150 (100.0) 81 (100.0) 56 (100.0)Animale Attuale No

S`ı115 (76.2) 60 (73.2) 38 (67.9)36 (23.8) 22 (26.8) 18 (32.1)

tot 151 (100.0) 82 (100.0) 56 (100.0)Gatto Primo NoAnno S`ı

138 (95.8) 72 (96.0) 51 (96.2)6 (4.2) 3 (4.0) 2 (3.8)

tot 44 (100.0) 75 (100.0) 53 (100.0)Gatto Attuale No

S`ı136 (94.4) 71 (94.7) 49 (92.5)

8 (5.6) 4 (5.3) 4 (7.5)tot 144 (100.0) 75 (100.0) 53 (100.0)

Cane Primo NoAnno S`ı

126 (87.5) 66 (88.0) 45 (84.9)18 (12.5) 9 (12.0) 8 (15.1)

tot 144 (100.0) 75 (100.0) 53 (100.0)Cane Attuale No

S`ı115 (79.3) 59 (77.6) 39 (73.6)30 (20.7) 17 (22.4) 14 (26.4)

tot 145 (100.0) 76 (100.0) 53 (100.0)Umidit`a Primo NoAnno S`ı

106 (71.1) 55 (67.9) 39 (70.9)43 (28.9) 26 (32.1) 16 (29.1)

tot 149 (100.0) 81 (100.0) 55 (100.0)Umidit`a Attuale No

S`ı115 (77.2) 59 (72.0) 43 (78.2)34 (22.8) 23 (28.1) 12 (21.8)

all 149 (100.0) 82 (100.0) 55 (100.0)Scolarit`a ElementareGenitori Media Inferiore

Media Superiore Laurea

3 (2.0) 2 (2.5) 0 (0)32 (21.3) 31 (38.3) 9 (16.1)60 (40.0) 18 (22.2) 25 (44.6)55 (36.7) 30 (37.0) 22 (39.3)

tot 150 (100.0) 81 (100.0) 56 (100.0)Scolarit`a ElementareMadre Media Inferiore

Media Superiore Laurea

5 (3.5) 2 (2.7) 1 (1.9)36 (25.0) 25 (33.3) 11 (20.8)60 (41.7) 18 (24.0) 26 (49.1)43 (29.9) 30 (40.0) 15 (28.3)

tot 144 (100.0) 75 (100.0) 53 (100.0)Genitori Asmatici No

Si93 (62.8) 49 (62.0) 33 (61.1)55 (37.2) 30 (38.0) 21 (38.9)

tot 148 (100.0) 79 (100.0) 54 (100.0)Genitori Rinitici No

Si77 (52.0) 42 (53.2) 26 (48.1)71 (48.0) 37 (46.8) 28 (51.9)

tot 148 (100.0) 79 (100.0) 54 (100.0)Prematurit`a No

S`ı129 (87.2) 73 (91.2) 45 (81.8)19 (12.8) 7 (8.8) 10 (18.2)

tot 148 (100.0) 80 (100.0) 55 (100.0)

VariablePopolazione base totale

Media(SD)Popolazione Intermedia

Media(SD)Gruppo di studio

Media(SD)

Prebronc F EV1 % 89.0 (16.6) 91.4 (16.1) 87.2 (18.7)

Post F EV1 % 97.2 (17.6) 100.2 (16.8) 95.9 (19.5)

FVC% 95.7 (16.6) 97.7 (15.4) 93.8 (18.4)

F EF25−75 % 72.7 (21.6) 73.9 (21.8) 72.1 (22.1)

F EV1 /FVC% 92.7 (9.8) 93.1 (7.6) 92.4 (10.1)

F EF25−75 /FVC 0.8 (0.2) 0.8 (0.2) 0.9 (0.3)

FeNO - 13.4 (13.2) 12.7 (12.2)

C-ACT/ACT 19.4 (4.4) 19.5 (3.9) 19.3 (4.4)

Tabella 3. Spirometria, FeNO e Controllo dell’asma nei Pazienti con asma

persistente alla visita 0. Popolazione base totale: da 09-2011 a 10-2014;

Popolazione Intermedia: da 01-2013 a 10-2014, Gruppo di studio: gruppo di

soggetti con tre misurazioni di FeNO.

17

Tabella 4. Comorbidità e atopia dei Pazienti con asma persistente alla visita

0. Popolazione base totale: da 09-2011 a 10-2014; Popolazione Intermedia:

da 01-2013 a 10-2014, Gruppo di studio: gruppo di soggetti con tre

misurazioni di FeNO.

18

Caratteristiche del sottogruppo con osservazioni longitudinali.

In tabella 5 sono descritte per visita (V0, V1 e V2) le caratteristiche

antropometriche dei 56 pazienti con AP. Nelle tabelle 6, 7 e 8 sono descritti per

genere i fattori di rischio personali ed ambientali i dati spirometrici e di controllo

e di sensibilizzazione allergica. I grafici in Figura 2, 3 e 4 mostrano le

distribuzioni di FEV1, FeNO e C-ACT/ACT per visita.

Variabili Livelli n Min Media Mediana Max SD

Altezza (cm ) V0 56 108.0 130.8 129.5 166.0 14.4

V1 56 109.0 132.3 130.0 167.0 13.8

V2 56 111.0 134.5 132.0 168.0 13.7

p = 0.38 tot 168 108.0 132.5 131.0 168.0 14.0

Peso (kg ) V0 56 16.0 32.2 27.8 64.0 12.1

V1 56 17.0 33.5 30.0 64.0 12.4

V2 56 18.0 35.0 32.5 65.5 12.4

p = 0.48 tot 168 16.0 33.6 30.5 65.5 12.3

BMI (kg/cm2 ) V0 56 11.9 18.2 17.1 28.0 4.0

V1 56 12.6 18.7 17.2 32.3 4.7

V2 56 12.0 18.9 17.8 32.0 4.6

p = 0.72 tot 168 11.9 18.6 17.4 32.3 4.4

PesoNascita (gr ) V0 56 900.0 3183.0 3195.0 4550.0 772.4

Tabella 5. Distribuzione delle misure antropometriche per visita.

19

Variabili Livelli nMaschio %Maschio nFemmina %Femmina ntot %totLivelloTraffico Senza

Poco Moderato Intenso

8 23.510 29.410 29.46 17.6

4 18.211 50.04 18.23 13.6

12 21.421 37.514 25.09 16.1

p = 0.52 tot 34 100.0 22 100.0 56 100.0Fumo in gravidanza No

S`ı28 84.85 15.2

22 100.00 0.0

50 90.95 9.1

p = 0.08 tot 33 100.0 22 100.0 55 100.0Fumpo Passivo No

S`ı19 57.614 42.4

14 63.68 36.4

33 60.022 40.0

p = 0.78 tot 33 100.0 22 100.0 55 100.0Animale Primo NoAnno S`ı

26 76.58 23.5

21 95.51 4.5

47 83.99 16.1

p = 0.07 tot 34 100.0 22 100.0 56 100.0Animale Attuale No

S`ı20 58.814 41.2

18 81.84 18.2

38 67.918 32.1

p = 0.09 tot 34 100.0 22 100.0 56 100.0Gatto Primo NoAnno S`ı

31 96.91 3.1

20 95.21 4.8

51 96.22 3.8

p = 1.00 tot 32 100.0 21 100.0 53 100.0Gatto Attuale No

S`ı29 90.63 9.4

20 95.21 4.8

49 92.54 7.5

p = 1.00 tot 32 100.0 21 100.0 53 100.0Cane Primo NoAnno S`ı

24 75.08 25.0

21 100.00 0.0

45 84.98 15.1

p = 0.02 tot 32 100.0 21 100.0 53 100.0Cane Attuale No

S`ı22 68.810 31.2

17 81.04 19.1

39 73.614 26.4

p = 0.36 tot 32 100.0 21 100.0 53 100.0Umidit`a Primo NoAnno S`ı

23 69.710 30.3

16 72.76 27.3

39 70.916 29.1

p = 1.00 tot 33 100.0 22 100.0 55 100.0Umidit`a Attuale No

S`ı27 81.86 18.2

16 72.76 27.3

43 78.212 21.8

p = 0.51 tot 33 100.0 22 100.0 55 100.0Scolarit`a Genitori Media Inferiore

Media Superiore Laurea

7 20.614 41.213 38.2

2 9.111 50.09 40.9

9 16.125 44.622 39.3

p = 0.58 tot 34 100.0 22 100.0 56 100.0Scolarit`a Madre Elementare

Media Inferiore Media Superiore Laurea

1 3.18 25.0

14 43.89 28.1

0 0.03 14.3

12 57.16 28.6

1 1.911 20.826 49.115 28.3

p = 0.74 tot 32 100.0 21 100.0 53 100.0Genitori Asmatici No

S`ı21 65.611 34.4

12 54.510 45.5

33 61.121 38.9

p = 0.57 tot 32 100.0 22 100.0 54 100.0Genitori Rinitici No

Si18 56.214 43.8

8 36.414 63.6

26 48.128 51.9

p = 0.18 tot 32 100.0 22 100.0 54 100.0Prematuri No

S`ı26 78.87 21.2

19 86.43 13.6

45 81.810 18.2

p = 0.72 tot 33 100.0 22 100.0 55 100.0

Tabella 6. Caratteristiche dei soggetti dello studio.

20

Variabili Livelli n Min Media Mediana Max SD IQRF EV1 % V0 56 19.3 87.2 90.6 127.1 18.7 18.8

V1 56 68.4 96.4 97.5 123.2 13.3 17.4V2 56 64.6 96.5 95.6 131.2 13.7 17.6

p = 0.0017 tot 168 19.3 93.4 95.2 131.2 16.0 18.8FVC% V0 56 29.7 93.8 96.0 129.8 18.4 22.3

V1 56 72.4 101.3 101.5 132.6 13.0 17.0V2 56 70.9 100.0 100.3 124.7 12.3 18.1

p = 0.02 tot 168 29.7 98.4 100.2 132.6 15.1 18.5F EF25−75 % V0 56 13.4 72.1 73.0 138.3 22.1 29.8

V1 56 77.6 154.5 155.9 165.8 11.3 6.7V2 56 44.0 82.0 80.9 123.5 17.9 21.9

p < 0.0001 tot 168 13.4 102.8 89.6 165.8 40.8 78.8F EF25−75 /FVC V0 56 0.3 0.9 0.8 1.6 0.3 0.2

V1 56 0.3 0.9 0.9 1.5 0.2 0.4V2 56 0.5 0.9 0.9 1.4 0.2 0.2

p = 0.26 tot 168 0.3 0.9 0.9 1.6 0.2 0.3C-ACT V0 50 5.0 19.3 20.0 27.0 4.4 5.0

V1 50 8.0 22.3 24.0 27.0 4.4 6.0V2 52 12.0 23.7 25.0 27.0 3.7 5.2

p < 0.0001 tot 152 5.0 21.8 22.0 27.0 4.5 7.0FeNO V0 56 1.0 12.7 8.0 55.0 12.2 11.5

V1 56 2.0 9.5 7.0 48.0 8.3 7.0V2 56 2.0 11.3 6.0 55.0 12.0 10.2

p = 0.30 tot 168 1.0 11.1 7.0 55.0 11.0 10.0

Tabella 7. Distribuzioni dei valori spirometrici, C-ACT e FeNO per le tre visite.

Variabili Livelli nMaschio %Maschio nFemmina %Femmina ntot %totDermato No

S`ı7 21.226 78.8

4 18.218 81.8

11 20.044 80.0

p = 1.00 tot 33 100.0 22 100.0 55 100.0Parietaria No

S`ı28 84.85 15.2

16 76.25 23.8

44 81.510 18.5

p = 0.49 tot 33 100.0 21 100.0 54 100.0Graminacee No

S`ı29 87.94 12.1

17 81.04 19.1

46 85.28 14.8

p = 0.70 tot 33 100.0 21 100.0 54 100.0Cane No

S`ı30 90.93 9.1

20 100.00 0.0

50 94.33 5.7

p = 0.28 tot 33 100.0 20 100.0 53 100.0Gatto No

S`ı28 84.85 15.2

14 66.77 33.3

42 77.812 22.2

p = 0.18 tot 33 100.0 21 100.0 54 100.0Atopic Index 0

1≥ 2

4 11.814 41.216 47.1

3 13.68 36.411 50.0

7 12.522 39.327 48.2

p = 0.94 tot 34 100.0 22 100.0 56 100.0Allergeni Nessuno

Indoor OutdoorIndoor& Outdoor

4 12.115 45.51 3.013 39.4

4 18.27 31.80 0.011 50.0

8 14.622 40.01 1.824 43.6

p = 0.68 tot 33 100.0 22 100.0 55 100.0

Tabella 8. Distribuzioni percentuali delle sensibilizzazioni per genere.

21

Figura 2. Distribuzione del FEV1 per visita

Figura 3. Distribuzione del FeNO per visita

Figura 4. Distribuzione del C-ACT/ACT per visita.22

Variabili Livelli nV0 %V0 nV1 %V1 nV2 %V2 ntot %tot

AsmaTipo Persistenti LieviPersistenti Mod/Sev

29 51.827 48.2

28 50.028 50.0

33 58.923 41.1

90 53.678 46.4

p = 0.62 tot 56 100.0 56 100.0 56 100.0 168 100.0

GINA Controllato NonControll ParzContr

10 17.932 57.114 25.0

39 69.68 14.39 16.1

37 66.111 19.68 14.3

86 51.251 30.431 18.4

p = 0.0005 tot 56 100.0 56 100.0 56 100.0 168 100.0

ICS-Dose NO bassa medio-alta

56 100.00 0.00 0.0

0 0.030 53.626 46.4

0 0.035 62.521 37.5

56 33.365 38.747 28.0

p = 0.0005 tot 56 100.0 56 100.0 56 100.0 168 100.0

Tabella 9. Caratteristiche dei soggetti nelle tre visite.

Livelli individuali di FEV1, FeNO e C-ACT/ACT.

La figure 5, 6 e 7 mostrano i livelli individuali di FEV1 , FeNO e C-

ACT/ACT negli intervalli di osservazione da V0-V1, V1-V2 e V0-V2.

I barplot in figura 8, 9 e 10 mostrano le distribuzioni dei livelli di

FEV1 categorizzato come:

1. < 60%

2. 60| − 80%

3. ≥ 80%

FeNO categorizzato come:

1. < 20 ppb

2. 20| − 35 ppb

3. ≥ 35 ppb

23

C-ACT/ACT categorizzato come:

1. Very poor controlled

2. Partially Controlled

3. Controlled

Figura 5. Livelli individuali di FEV1

24

Figura 6. Livelli individuali di FeNO.

25

Figura 7. Livelli individuali di C-ACT/ACT.

26

Figura 8. Distribuzione dei livelli di FEV1 per visita (p=0.08).

Figura 9. Distribuzione dei livelli di FeNO per visita (p=0.40).

27

Figura 10. Distribuzione di C-ACT e ACT per visita (C –ACT p=0.01, AC T

p=0.24).

28

Caratteristiche del sottogruppo con osservazioni longitudinali sulla base

dei livelli di FeNO (≤ 20 e >20) a V0.

In tabella 10 e tabella 11 sono rispettivamente descritte le distribuzioni

delle misure antropometriche e le distribuzioni percentuali di genere,

severità e controllo, condizionatamente ai livelli di FeNO iniziale. Le

tabelle 12, 13 e 14 mostrano i parametri di funzione polmonare e C-

ACT/ACT condizionatamente al FeNO per le visite V0, V1 e V2.

Tabella 10. Misure antropometriche per livelli iniziali di FeNO.

29

Tabella 11. Caratteristiche dei pazienti per valori di FeNO iniziale.

30

Variabili Livelli n≤20 %≤20 n>20 %>20 ntot %tot

Genere MF

29 63.017 37.0

5 50.05 50.0

34 60.722 39.3

p = 0.49 tot 46 100.0 10 100.0 56 100.0

AsmaTipo PersLievePersModSev

26 56.520 43.5

3 30.07 70.0

29 51.827 48.2

p = 0.17 tot 46 100.0 10 100.0 56 100.0

GINA Controllato NonControll ParzContr

9 19.625 54.412 26.1

1 10.07 70.02 20.0

10 17.932 57.114 25.0

p = 0.70 tot 46 100.0 10 100.0 56 100.0

31

32

Variazioni medie percentuali registrate tra le visite (V0 V1 e V2).

La tabella 15 mostra gli andamenti medi e le relative variazioni medie

percentuali registrate ai vari tempi di visita per le misure spirometriche,

FeNO e C-ACT in tutti i pazienti e separatamente per livello di severità

dell’asma Persistente lieve (APL) e Persistente Moderato (APM). Sono

emerse delle differenze di media statisticamente significative per i diversi

tempi, per le misure di FEV1% , FVC (tutti, APM) e C-ACT/ACT (Tutti,

APL e APM).

Tabella 15. Distribuzioni e relative variazioni medie percentuali dei valori

Spirometrici, C-ACT/ACT e FeNO per tempo e severità di asma.

33

Correlazioni tra FEV1, FeNO e C-ACT/ACT.

Sono state esplorate le correlazioni sia per valori assoluti

condizionatamente al tempo di visita (Tabella 16) e per variazioni

percentuali (Tabella 17). Sono emerse correlazioni statisticamente

significative per FeNO e FEV1 per la V1 e tra C- ACT/ACT e FEV1 per

V2 (Tabella 16). Riguardo le variazioni percentuali sia a V1 che a V2 sono

emerse correlazioni significative tra C-ACT/ACT e FEV1 (Tabella 17). Le

stesse analisi sono state ripetute nel sottocampione di soggetti con FeNO

<20 ppb a V0. Le uniche relazioni significative sono emerse per valori

assoluti di C-ACT/ACT e FeNO a V1 (Tabella 18) e per ∆ FeNO e ∆ FEV1

a V0 (Tabella 19).

34

35

36

Analisi multivariata.

Al fine di valutare la relazione tra il livello di controllo dell’asma ed

eventuali predittori, è stato applicato un modello lineare generalizzato misto

per risposta binomiale (Controllato vs Non Controllato-Parzialmente

Controllato). In tabella 20 è possibile notare che ad incrementi unitari del

FeNO la quota dei controllati diminuisce di 0.5, ad incrementi del FEF25−75

la quota dei controllati aumenta di 0.01, all’aumentare della dose di ICS

assunta la quota dei controllati aumenta, ed infine all’aumentare della

durata della malattia la quota dei controllati è 1.34 volte la quota dei non

controllati.

Variabili βˆ SE OR p-valoreFeNO -0.05 0.02 0.94 0.03F EF25−75 0.01 0.005 1.01 0.03ICS 0.004 0.002 1.004 0.02Duration 0.28 0.12 1.34 0.02

Correlazioni FeNO F EF25−75 ICSF EF25−75 0.05ICS -0.11 -0.45Duration -0.34 0.03 0.14

Tabella 20. Generalized linear mixed model, con risposta binomiale

(Controllato vs Non controllato) e link canonico, intercetta random

che cattura l’eterogeneità tra i gruppi ovvero tra i soggetti.

L’intercetta casuale segue una distribuzione normale con media

zero e varianza pari a 0.98.37

Conclusioni

In questo studio è stato eseguita una valutazione longitudinale in pazienti

con asma persistente per comprendere il significato clinico del FeNO e la

sua relazione con lo stato di controllo dell’asma. Per alcune visite i nostri

dati hanno evidenziato correlazioni significative tra il FeNO e il FEV1 sia

nell’intero gruppo di pazienti che considerando il gruppo di pazienti con

valori iniziali di FeNO superiori a 20. Questo risultato è in accordo con altri

studi che riportano una migliore risposta del FeNO in pazienti che

presentano valori iniziali molto elevati [10]. La valutazione longitudinale

dei parametri di controllo ha evidenziato una tendenza media di

miglioramento sia delle variabili oggettive di funzione respiratoria che delle

categorie soggettive di controllo (C-ACT/ACT), soprattutto per i pazienti

con un maggiore livello di severità iniziale. Non sono state trovate

associazioni rilevanti tra il FeNO e le variabili utilizzate nella definizione

del controllo dell’asma (FEV1 , C-ACT/ACT e GINA). I limiti di questo

studio sono l’esigua numerosità del campione in studio ed in particolare

della quota di soggetti che registrano elevati valori di FeNO a V0 che ha

condizionato l’applicabilità di alcuni test (ROC Curve) utili per la

predizione di un cut-off per l’individuazione del gruppo dei Controllati.

I punti di forza dello studio sono: primo, aver usato questionari

standardizzati per la valutazione del controllo dell’asma (C-ACT/ACT) e la

38

definizione periodica dello stato di controllo secondo GINA; secondo, la

definizione completa dello stato Atopico (Skin Prick Test, IgE totali,

Eosinofili); terzo, la raccolta dei dati è stata supervisionata da un unico

operatore per ridurre eventuali misclassificazioni. E’ stata riscontrata una

lieve relazione tra FeNO e Controllo dell’asma, tenendo conto di eventuali

fattori confondenti, grazie all’ausilio di una modellazione statistica

specifica che tenesse conto della correlazione interna ai pazienti.

Presumibilmente considerando un numero di osservazioni superiore nel

tempo sarebbe possibile esplorare meglio l’entità e l’andamento della

relazione.

39

Bibliografia

1. Asher MI, et al. Which population level environmental

factors are associated with asthma, rhinoconjunctivitis and

eczema? Review of the ecological analyses of ISAAC Phase

One. Respir Res. 2010; 21:11:8.

2. Bateman ED, Hurd SS, Barnes PJ, et al. Global Strategy

for Asthma management and prevention: GINA executive

summary. Eur Respir J. 2008; 31: 143-76.

3. Global Initiative for Asthma (GINA). Global Strategy for

Asthma Management and Prevention.

http://www.ginasthma.org/GuidelinesResopurces.asp.

4. O’Byrne PM, Pedersen S, Schatz M, et al. The poorly

explored impact of uncontrolled asthma. Chest. 2013; 143:

511-23

5. Slejko JF, Ghushchyan VH, Sucher B, et al. Asthma

control in the United States, 2008-201: Indicators for poor

asthma control. J Allergy Clin Immunol 2014; 133: 1597-87.

6. Smith AD, Cowan JO, Filsell S, et al. Diagnosing of

asthma: comparison between exhaled nitric oxide measu-

rements and conventional tests. Am J Respir Crit Care Med.

2004; 169: 473-8.

7. Gagliardo R, La Grutta S, Chanez P, et al M. Non-invasive

40

markers of airway inflammation and remodeling in childhood

asthma. Pediatr Allergy Immunol. 2009: 20: 780-780.

8. de Jongste JC. Surrogate markers of airway inflammation:

inflammometry in paediatric respiratory medicine. Paediatr

Resp Rev. 2000; 1: 354-360.

9. Szefler SJ, Phillips BR, Martinez FD, et al.

Characterization of within-subject responses to fluticasone

and montelukast in childhood asthma. J Allergy Clin

Immunol. 2005; 115:233-42.

10. Smith AD, Cowan JO, Brasset KP, et al. Exhaled nitric

oxide: a predictor of steroid response. Am J Respir Crit Care

Med. 2005; 172: 453-9.

11. Malinovschi A, Van Muylem A, Michiels S, Michils A.

FeNO as a predictor of asthma control improvement after

starting inhaled steroid treatment. Nitric Oxide. 2014; 40: 110

6.

12. Dwiek RA,  Boggs PB, Erzurum SC, et al. American

Thoracic Society Committee on Interpretation of Exhaled

Nitric Oxide Level (FeNO) for clinical application. Am J

Respir Crit Care Med. 2011; 184:602-615.

13.Cowan DC, Cowan JO, Palmay R, et al. Effects of steroid

therapy on inflammatory cell subtypes in asthma. Thorax.

41

2010; 65:384-9.

14. Delfino RJ, Staimer N, Gillen D, et al. Personal and ambient

air pollution exposure is associated with increased exhaled nitric

oxide in children with asthma. Environ Health Perspect. 2006;

114:1736 1743.

15. Delfino RJ, Staimer N, Gillen D, et al. Personal and ambient

air pollution exposure is associated with increased exhaled nitric

oxide in children with asthma. Environ Health Perspect. 2006;

114:1736 1743.

16. Ferrante G, Malizia M, Antona R, Corsello G, La Grutta S.

The value of FeNO measurement in childhood asthma:

uncertainties and perspectives. Multidiscip Respir Med. 2013; 8:

50.

17. Liu AH, Zeiger R, Sorkness C, et al. Development and

cross-sectional validation of the Childhood Asthma Control

Test. J Allergy Clin Immunol. 2007; 119:817-25.

18. Schatz M, Sorkness CA, Li JT, et al. Asthma Control

Test: reliability, validity, and responsiveness in patients not

previously followed by asthma specialists. J Allergy Clin

Immunol. 2006; 117:549-56.

19. Position paper: Allergen standardization, skin tests. The

European Academy of Allergology and Clinical Immunology. 42

Allergy. 1993: 48: 48-82.

20. Miller MR, Hankinson J, Brusasco V, et al. ATS/ ERS

Task Force. Stan- dardisation of spirometry. Eur Respir J.

2005: 26: 319-38.

21. Quanjer PH, Hall GL, Stanojevic S, Cole TJ, Stocks J;

Global Lungs Initiative. Age- and height-based prediction

bias in spirometry reference equations. Eur Respir J. 2012;

40:190-7. http://www.lungfunction.org

43

(B) LINEA DI RICERCA EPIDEMIOLOGICA

Molti studi hanno dimostrato in bambini asmatici residenti in prossimità di

zone esposte ad elevati volumi di traffico l’aumento dei sintomi di asma, la

riduzione della funzionalità respiratoria e l’aumento dell’infiammazione

delle vie aeree [1-3]. Mann e coll. nello studio condotto su una coorte di

315 bambini asmatici (6-11 anni), hanno documentato un’associazione

significativa tra sibili ed esposizione a breve termine a NO2 e PM10-2.5

nei pazienti di sesso maschile con asma lieve intermittente ed in soggetti

prick-positivi al gatto o ai comuni miceti [4]. Altri studi riportano l’associa-

zione dell’esposizione a PM con la riduzione della funzione polmonare, più

marcata soprattutto nei maschi asmatici atopici [6], o con le ammissioni in

ospedale (proxy di riacutizzazioni asmatiche)[7].

I risultati della revisione sistematica dei 36 studi sugli effetti a breve

termine del PM10 e del NO2 sulla salute

respiratoria dei bambini asmatici documenta per il primo effetti

statisticamente significativi con i sintomi di asma, ed assenza di

associazioni statisticamente significative con la tosse o la riduzione del

picco di flusso espiratorio (PEF). I risultati complessivi consentono di

concludere che vi e una forte evidenza dell’effetto aggravante del PM10

sull’asma del bambino, mentre i dati sull’ NO2 sono meno robusti e

sottolineano la necessità di proteggere i bambini asmatici con più rigorosi

44

limiti di qualità dell’aria [8].

E’ stato ipotizzato che un’alterazione dell’efficienza dei sistemi di

detossificazione del danno ossidativo indotto dagli inquinanti possa

costituire un meccanismo plausibile per lo stato infiammatorio delle vie

aeree presente nei soggetti esposti [9]. La frazione di ossido nitrico esalato

(FeNO) è un marcatore non-invasivo dell’infiammazione delle vie aeree

ampiamente utilizzato nella gestione clinica del paziente asmatico [10] che

è stato utilizzato anche in studi epidemiologici per la valutazione degli

inquinanti sull’infiammazione delle vie aeree [1].

Metodi

Popolazione in studio.

Il progetto RESPIRA Project, sviluppato nel contesto dei Programmi

Transfrontalieri di Cooperazione Italia-Malta 2007-2013 (Asse II)

- Obiettivo specifico 2.3), e realizzato tra Aprile 2011 ed Agosto 2014

(Figura 1 e Figura 2), ha interessato 4 Città del Distretto sanitario di Gela

(Figura 3) (Gela, 77,000 abitanti- Figure 4 -; Niscemi, 26,000 abitanti

Figura 5 -; Mazzarino, 11,800 abitanti- Figura 6 -;Butera, 4,900 abitanti

Figura 7). Gela è posta sul Mare Mediterraneo, a 110 km dalla costa

Maltese, Niscemi dista 15 da Gela, Mazzarino 27 km, e Butera 16 km.

Uno studio geografico con dati per il solo Comune di Gela ha riportato dati

sui ricoveri ospedalieri per il periodo 2001-2003, evidenziando un eccesso

45

di asma nei bambini suggerendo che è indispensabile un accurato

monitoraggio epidemiologico [11]. I dati raccolti dalla rete di rilevamento

della qualità dell’aria della Provincia di Gela hanno evidenziato

superamenti per alcuni degli inquinanti (SO2, PM10, NO2 e O3) normati

dalla legislazione nazionale (DM 60/02). In particolare negli anni 2006 e

2007 per l’SO2 sono stati registrati picchi orari prossimi o superiori a 400-

500 µg /m3 da imputare all’importante contributo fornito dagli impianti

industriali e delle variabili meteorologiche dell’area, dato che il traffico

autoveicolare contribuisce in modo poco rilevante alle emissioni di questo

inquinante. Per gli stessi anni sono stati evidenziati picchi orari superiori a

400 µg /m3 di PM10, pur in presenza di concentrazioni medie annuali di

PM10 inferiori a 40 µg /m3 e praticamente sovrapponibili nell’intorno di 30

µg/m3. Infine, anche per l’O3 si è osservata una tendenza all’aumento delle

concentrazioni medie in conseguenza dell’aumento degli inquinanti (COV,

NOx) derivati principalmente dagli impianti industriali e, in aree urbane,

dagli NOx emessi dal traffico autoveicolare. Lo Studio DRIAS ha riporta-

to una maggiore prevalenza di sintomi respiratori ed una sotto-diagnosi di

asma nei bambini residenti nelle aree con più elevate concentrazione di

inquinanti rispetto ad aree di confronto, rispettivamente

nei primi 8-11% di wheezing negli ultimi 12 mesi vs 7% e 9-11% di tosse

e catarro vs 6% [13]. In un sottocampione di bambini residenti a Sarroch

rispetto all’area di riferimento e seguiti con uno studio di pannello è stato

46

riscontrato un aumento dei sintomi di wheezing [1.70 [90% confidence

interval (CI) = 1.01; 2.86], una riduzione del FEV1 [-10.3% (90% CI=-15.0;

-6.0%)] ed un aumento del FeNO [+35%(90% CI = 11.7; 80.1%)] [14].

L’obiettivo di questo studio è valutare l’effetto sul FeNO di variabili quali:

età, sesso, altezza, peso, dieta, atopia riferita, sensibilizzazione allergica,

concentrazione ambientale e indoor di NO2, stagione, esposizione a fumo

passivo.

Disegno dello studio

Si tratta di uno studio cross-sectional osservazionale composto di due fasi.

Durante la prima fase sono state selezionate tutte le 11 scuole medie

presenti nel territorio di Gela (Area NO rurale), Niscemi, Mazzarino e

Butera (Aree Rurali). Da ogni scuola sono state selezionate tre classi per:

la valutazione di inquinanti outdoor ed indoor (Vanadio, Nickel e PM2.5),

la somministrazione di un questionario compilato dai genitori dei bambini

delle classi selezionate. Per la seconda fase, dai 1191 soggetti partecipanti

All’indagine, sono stati selezionati un gruppo di 222 pazienti, 113 Casi

selezionati per la presenza di sintomi respiratori, dichiarati dai genitori dei

bambini nel questionario, e 108 Controlli caratterizzati dall’assenza di

sintomi respiratori allergici. Sul gruppo di soggetti selezionati sono state

valutate misure spirometriche, sia in valore assoluto che come percentuale

del predetto (GLI 2012), quali: FEV1, FVC, FEF25−75, FEV1/FVC. Sono

47

stati inoltre rilevati i valori di FeNO.

Figura 1.1. Territorio Geografico progetto RESPIRA.

Figura 1.2. Territorio Italiano e Maltese del Progetto RESPIRA.

48

Figura 1.3.Distretto Sanitario di Gela e le Città di Gela, Niscemi, Mazzarino

Figura 1.4. La Città di Gela. Il complesso petrolchimico Cerchi Rossi: le scuole in studio. Bandiere Blu: le abitazioni in studio.

Figura 1.5. La Citta di Niscemi

49

Figura 1.6. La Città di Mazzarino

Figura 1.7. La città di Butera

50

Analisi statistica

Le differenze tra i gruppi (NO Rural vs Rural) sono state valutate usando il

test esatto di Fisher per le variabili cliniche del bambino (Genere, Asma,

Wheezing, Rinite, Esposizione al fumo passivo e Esposizione al traffico).

Il t test è stato impiegato per valutare la differenza in media nei gruppi delle

due zone. Tramite un test di Kruskal-Wallis sono state invece indagate le

differenze in mediana per i livelli di FeNO, Vanadio, Nickel e PM2.5. Un

modello lineare multiplo generalizzato con famiglia binomiale negativa e

link logaritmico, è stato impiegato per valutare le relazioni tra la variabile

di interesse FeNO ed un insieme di variabili esplicative incluse nel

modello.

Risultati

In Tabella 1.1 sono descritte le caratteristiche principali del gruppo di 222

bambini oggetto di studio. Con l’ausilio di un test esatto di Fisher, sono

emerse associazioni statisticamente significative tra i livelli di istruzione dei

genitori ed il luogo di residenza, ovvero coloro che vivono a Gela hanno dei

livelli di istruzione più alti rispetto a chi vive nelle zone Rurali. La Tabella

1.2 mostra le principali statistiche di sintesi per le misure spirometriche e

per il FeNO, condizionatamente alle zone d’appartenenza sia per il gruppo

51

dei Casi che dei Controlli. Attraverso un test di Kruskal- Wallis sono

emerse delle differenze in mediana, per il gruppo dei casi, per coloro che

vivono a Gela rispetto a quelli che vivono nelle zone rurali. A Gela

vengono registrati valori di FeNO in mediana significativamente più alti di

quelli registrati nelle altre tre zone (Figura 1.8).

Figura 1.8. Distribuzione del FeNO di casi e controlli per area geografica

d’appartenenza.

Più alte concentrazioni di Vanadio, Nickel e PM2.5 sono state riscontrate in

mediana nella zona Non rurale (Tabella 1.3). La distribuzione dell’ossido

nitrico esalato è notoriamente, fortemente asimmetrica negativa. Per

52

indagare eventuali relazioni di dipendenza del FeNO da una serie di

variabili esplicative, si è pensato per prima cosa di adottare un modello

lineare generalizzato di Poisson, ma questo non riusciva a spiegare nel

modo più idoneo, la variabilità della variabile risposta. Il motivo di questo

non perfetto adattamento è dovuto all’eccessiva variabilità del FeNO.

53

54

55

La Binomiale Negativa può essere usata come un’alternativa alla distribuzione di

Poisson, soprattutto in presenza di dati discreti definiti su un range illimitato con

varianza maggiore della media. I coefficienti di regressione del modello stimato

(1.4) evidenziano le seguenti relazioni:

• Coloro che vivono nella zona Non Rurale in media hanno un livello di

FeNO più alto di 1.36;

• Il gruppo dei Casi ha un log-FeNO più alto mediamente di 0.30 rispetto

al gruppo dei Controlli;

• I Rinitici in media mostrano dei livelli di FeNO più alti di 1.40 rispetto ai

non rinitici;

• Chi ha un’atopia ha dei livelli di FeNO in media più alti di 1.52 rispetto a

chi non ha atopie, e chi ha più di due atopie mostra dei valori medi di FeNO

più alti di 1.89 rispetto ai non atopici.

56

Conclusioni

Al fine di valutare l’effetto sul FeNO di età, sesso, altezza, peso, dieta,

atopia riferita, sensibilizzazione allergica, concentrazione ambientale e

indoor di NO2, stagione, esposizione a fumo passivo, è stata condotta questa

indagine. Sono emerse delle differenze statisticamente significative tra i

livelli di FeNO registrati nelle aree Rurali rispetto all’area Non Rurale.

Presso l’aera Non Rurale sono state rilevate concentrazioni

significativamente più alte di Vanadio, Nickel e PM2.5 rispetto all’area

Rurale. Applicando un modello lineare generalizzato con distribuzione

Binomiale Negativa, che tenesse conto della grande variabilità della

variabile di risposta (FeNO), sono emerse relazioni statisticamente

significative tra i livelli FeNO ed alcune variabili. In particolare i pazienti

che vivono nell’area Non Rurale mostrano livelli di FeNO in media

maggiori rispetto a chi vive nell’area Rurale. Il gruppo dei Casi

mediamente registra valori più elevati di FeNO. Al crescere delle atopie

sembra crescere mediamente il livello di FeNO.

57

Bibliografia

1. Delfino RJ, Staimer N, Gillen D, et al. Personal and ambient air

pollution exposure is associated with increased exhaled nitric oxide

in children with asthma. Environ Health Perspect. 2006; 114:1736

1743.

2. Delfino RJ, Staimer N, Tjoa T, et al. Personal and ambient air

pollution exposures and lung function decrements in children with

asthma. Environ Health Perspect. 2008; 116:550-558.

3. Gent JF, Koutrakis P, Belanger K, et al. Symptoms and

medication use in children with asthma and traffic-related sources

of fine particulate matter. Environ Health Perspec. 2009; 117:1168-

1174.

4. Mann JK, Balmes JR, Bruckner TA, et al. Short-Term Effects of

Air Pollution on Wheeze in Asthmatic Children in Fresno,

California. Environ Health Perspect. 2010; 118:1497-1502.

5. Delfino RJ, Quintana PJ, Floro J, Gastanaga VM, et al.

Association of FEV1 in asthmatic children with personal and micro

environmental exposure to airborne particulate matter. Environ

Health Perspect. 2004; 112:932-941.

6. Lin M, Chen Y, Burnett RT, et al. The influence of ambient

coarse particulate matter on asthma hospitalization in children:

58

case-crossover and time-series analyses. Environ Health Perspect.

2002; 110:575-581.

8. Weinmayr G, Romeo E, De Sario M, et al. Short-term effects of

PM10 and NO2 on respiratory health among children with asthma or

asthma-like symptoms: a systematic review and meta-analysis.

Environ Health Perspect. 2010; 118:449-457.

9. Kelly FJ. Oxidative stress: its role in air pollution and adverse

health effects. Occup Environ Med. 2003; 60:612-616.

10. Bjermer L, Alving K, Diamant Z, et al. Current evidence and

future research needs for FeNO measurement in respiratory diseases.

Respir Med. 2014; 108:830 41.

11. Fano V, Cernigliaro A, Scondotto S et al. Mortality (1995-

2000)and hospital admissions (2001-2003) in the industrial area of

Gela. Epidemiol Prev. 2006; 30: 27-32.

12. Settimo G, Mudu P, Viviano G. L’inquinamento atmosferico:

proble- matiche generali nell’area di Gela. Ambiente e salute a

Gela: stato delle conoscenze e prospettive di studio. Epidemiol

Prev. 2009; 33: 3: 37-42.

13. Pirastu R, Bellu, C, Greco P, et al. DRIAS- Respiratory

Symptoms in Children and Environmental

59

Pollution in Sardinia, Italy. Epidemiology. 2006; 17: 412 413.

14. Rusconi F, Catelan D, Accetta G, et al. Asthma symptoms, lung

function, and markers of oxidative stress and inflammation in

children exposed to oil refinery pollution. J Asthma. 2011; 48:84-

90.

60