Introducción

El día 31 de diciembre de 2019 se presentaron casos de neumonía con etiología desconocida en el municipio de Wuhan, en la provincia de Hubei en China, y el día 9 de enero de 2020 se identificó al virus SARS-CoV-2 como agente causal del Síndrome Agudo Respiratorio Severo (SARS).¹ Este virus perteneciente a la familia de los coronavirus ocasiona una nueva enfermedad infecciosa (Covid-19), con síntomas como rinorrea, dolor de garganta, tos, fiebre, diarrea, anosmia y mialgia. En su forma más grave se manifiesta como una neumonía con disnea, coagulación diseminada y eventualmente provoca la muerte.^1,2 El virus se transmite mediante gotículas respiratorias cuando una persona infectada tose, habla o estornuda, o por contacto físico directo con personas portadoras del virus o superficies contaminadas.^1,3

Debido a su potencial de transmisibilidad, el virus SARS-CoV-2 logró propagarse alrededor del mundo hasta llegar a México, en donde el primer caso se confirmó el 27 de febrero de 2020; 125 días después, para el día 30 de junio de 2020, se alcanzó la cifra de 258 887 casos confirmados.⁴ En México, la tasa de letalidad por Covid-19 hasta esa fecha era de 12.3%, casi tres veces mayor a la registrada en el resto del mundo, de 4.2³ con grupos de mayor vulnerabilidad conformados por personas con alguna comorbilidad como hipertensión, diabetes, enfermedades cardiovasculares y enfermedades del sistema respiratorio, así como población mayor de 60 años.^5,6

Estudios previos han encontrado una relación entre la exposición a contaminantes atmosféricos y el incremento en la mortalidad y morbilidad por Covid-19.^7,8 Sin embargo, se desconoce si estos impactos son similares en las diferentes regiones del mundo, lo que hace necesario realizar análisis específicos por país y ciudad. Las ciudades mexicanas presentan niveles de contaminantes mayores a los de otras ciudades, como las europeas y norteamericanas. Por otro lado, la población mexicana presenta altas prevalencias de comorbilidades como diabetes e hipertensión que deben ser consideradas en estudios sobre exposición a contaminantes y Covid-19.

Es conocido el rol que juega la exposición crónica a contaminantes del aire en el incremento del riesgo de padecer infecciones bacterianas y respiratorias. La inflamación crónica que producen, añadida al efecto sobre la respuesta inmunológica, explican este efecto.⁹ Durante la pandemia de influenza se observó que las ciudades más contaminadas tuvieron tasas de incidencia mayores.^10,11

Se estima que la contaminación del aire exterior, principalmente por partículas finas PM_2.5, conduce a 3.3 millones de muertes prematuras al año a nivel mundial.¹² Además, se reconoce que el potencial que tienen estas partículas para generar un efecto tóxico depende de los factores como frecuencia y duración de la exposición, además de su composición.^13,14 Diversos estudios epidemiológicos, revisiones sistemáticas y metaanálisis han asociado la exposición crónica a PM_2.5 y a PM₁₀ con padecimientos como enfermedad isquémica del corazón, enfermedad cerebrovascular, infecciones de vías respiratorias bajas, enfermedad pulmonar obstructiva crónica, cáncer de pulmón y diabetes tipo 2 en el caso de PM_2.5, y de igual forma se han reportado los efectos agudos de estas partículas.¹⁵

De manera similar, la Organización Mundial de la Salud (OMS) reportó que en ciudades europeas y norteamericanas con altas concentraciones de dióxido de nitrógeno (NO₂) existe una disminución en la función pulmonar.¹⁶ Otros estudios relacionan las altas concentraciones de NO₂ con exacerbaciones de síntomas y efectos de padecimientos ligados a los sistemas respiratorio, circulatorio y cardiovascular, principalmente, así como con un incremento en su mortalidad.^17,18

Por estas razones, el objetivo de este estudio es evaluar la asociación entre la mortalidad y letalidad ocasionada por Covid-19 y la contaminación atmosférica por partículas suspendidas, como PM₁₀, PM_2.5 y NO₂ en ciudades mexicanas.

Material y métodos

Se realizó un estudio ecológico con análisis retrospectivo para el periodo del 1 de abril del año 2019 al 30 de junio del año 2020, en 25 ciudades mexicanas: Ciudad de México (CDMX), Celaya, Durango, Guadalajara, Guanajuato, Irapuato, León, Mérida, Mexicali, Monterrey, Morelia, Nogales, Oaxaca, Pachuca, Piedras Negras, Puebla, Salamanca, Silao, San Luis Potosí, San Miguel de Allende, Tepic, Tijuana, Toluca, Villahermosa y Zacatecas. El criterio de inclusión fue que estas ciudades contaran con un sistema de monitoreo continuo de la calidad del aire, además de datos suficientes y validados para estimar la exposición, así como la presencia confirmada de casos de mortalidad por SARS-CoV-2 en el periodo de estudio.

Resultados

Durante el periodo considerado, el promedio de PM₁₀ fue de 42.3 µg/m³ y el de PM_2.5 fue de 18.6 µg/m³ en las 25 ciudades incluidas; Zacatecas presentó la concentración mínima de PM_2.5 (7.1 µg/m³) y Tijuana la máxima con 36.6 µg/m³. En relación con el NO₂, se registró una concentración mínima de 7.51 µg/m³ en Piedras Negras, una máxima de 45.07 µg/m³ en Oaxaca y una media de 24.79 µg/m³ (cuadro I y cuadro II).

En las ciudades consideradas, la prevalencia estimada de hipertensos fue de 27.76% y de 19.45% en los casos confirmados de Covid-19. La prevalencia de diabetes fue de 12.35% en población general y de 15.75% en los casos de Covid-19. Asimismo, la prevalencia de obesidad en población general de esas ciudades fue de 34.91% y de 17.91 % en los casos de Covid-19 (cuadro I).

La CDMX presentó el mayor número de casos confirmados (47 437) y de muertes (5 343) por Covid-19. En este mismo periodo, las menores tasas de mortalidad y de letalidad se registraron en San Miguel de Allende, mientras que la tasa de mortalidad más alta se registró en Mexicali. La tasa nacional de mortalidad en ese periodo fue de 21.22 por 100 000 habitantes y de letalidad de 12.3%. La razón de tasa de mortalidad (RTM) muestra que Nogales, Oaxaca, Pachuca, Toluca, Mexicali, Puebla, Tijuana, CDMX y Villahermosa presentan una tasa de mortalidad mayor a la media nacional (cuadro II).

Los resultados del modelo estadístico indican una asociación entre las concentraciones de NO₂ y un incremento con la tasa de mortalidad IRR_NO2 = 1.035 (IC95% 1.023-1.047). Además, las comorbilidades diabetes y obesidad también resultaron significativas. Los resultados de PM_2.5 indican un riesgo relativo (RR) para mortalidad de 1.018 pero no es significativo (IC95% 0.991-1.044) (cuadro III). En los modelos en donde se incluyó PM₁₀ hubo también una asociación no significativa con la tasa de mortalidad por Covid-19 (resultados no presentados).

Discusión

En este estudio se encontró que existe una asociación entre las concentraciones crónicas de contaminantes atmosféricos y un incremento en las tasas de mortalidad por Covid-19. Según los resultados presentados, las concentraciones de NO₂ son las que contribuyen de manera más significativa a esta asociación.

Estos resultados son similares a los encontrados en otros estudios.^23,24 En estudios de exposición crónica y controlados por covariables en Inglaterra, Travalgio y colaboradores encontraron una asociación significativa similar a la del presente estudio, entre mortalidad por Covid-19 y niveles de NO₂; reportaron que un incremento de 1 µg/m³ en el promedio de NO₂ a largo plazo se asocia significativamente con un incremento de 2.5% en la mortalidad por Covid-19.²³ Al igual que en este estudio, estos autores encontraron que el incremento de PM_2.5 no fue un predictor significativo de la mortalidad por Covid-19, aunque sí del número de casos (12% de incremento de casos por incremento de 1 µg/m³).²³ De igual forma, en Estados Unidos Liang y colaboradores encontraron una asociación significativa entre los niveles de NO₂ y las tasas de letalidad y de mortalidad por Covid-19, así como una asociación marginal entre la exposición a PM_2.5 y la tasa de mortalidad; ellos reportan un incremento de 11.3 y de 16%, respectivamente, por incremento de rango intercuartil (IQR) de NO₂ (~4.6 ppb). Estos autores concluyen que una reducción a largo plazo de un IQR en los niveles de NO₂ habrían evitado 14 672 muertes de los casos positivos de Covid-19 y 44.7 muertes por millón en la población en general hasta el 17 de julio de 2020 en Estados Unidos.²⁴

Asimismo, la asociación entre la exposición a NO2 y la tasa de mortalidad por Covid-19 en las ciudades mexicanas del presente estudio coincide con lo reportado por Ogen y colaboradores en Italia, España, Francia y Alemania, en donde concluyen que 83% de los casos fatales presentó exposición a altas concentraciones de NO₂.²⁵ En el mismo sentido, otro estudio de revisión de exposiciones tanto agudas como crónicas muestra que la exposición crónica a NO₂ y a PM_2.5 contribuye a un incremento en la letalidad por Covid-19, de manera más importante que otros contaminantes atmosféricos criterio.⁸

Nuestros resultados indican también un incremento (aunque no significativo) en la mortalidad por Covid-19 por unidad de incremento en la concentración de PM_2.5 y de PM₁₀. En otros estudios esta asociación sí fue significativa; en Estados Unidos, Wu y colaboradores hallaron un incremento de 8 % en la tasa de mortalidad por cada µg/m³ de PM_2.5.²⁶ Hendryx y Luo, en el mismo país, hallaron una asociación significativa entre tasa de mortalidad y PM_2.5, pero específicamente por material particulado del diesel.²⁷ Asimismo, en la CDMX, López y colaboradores registraron un incremento en la probabilidad de morir por Covid-19 de 0.43 puntos porcentuales por cada unidad de incremento en PM_2.5, lo que equivale a un incremento de 3.3 % en la tasa de mortalidad por cada µg/m³ de PM_2.5.²⁸ De igual forma, Yao y colaboradores en la ciudad de Wuhan, China encontraron una asociación significativa entre letalidad por Covid-19 y concentraciones de partículas PM_2.5 y PM₁₀.²⁹

En cuanto a estudios de exposiciones agudas, en Alemania, Bilal y colaboradores concluyeron que el NO₂ es uno de los elementos clave para el desarrollo de Covid-19 junto con el ozono y las partículas respirables.³⁰ Finalmente, otro estudio llevado a cabo en la CDMX, que consideró los niveles de contaminación de CO, NO₂, SO₂, O₃, PM₁₀ y PM_2.5 en el aire y el número de casos y muertes por Covid-19, en el periodo del 1 abril al 31 de mayo 2020, encontró una correlación estadísticamente significativa entre concentraciones de CO, O₃ y PM_2.5 y número de casos y muertes por Covid-19.³¹ Sin embargo, a diferencia del presente trabajo, tiene las limitaciones de ser un estudio de correlación sin ajuste por covariables.

Una posible explicación en la variación de los resultados relacionados con las partículas respirables entre los estudios es su composición, la cual puede variar de ciudad en ciudad y que modifica sus efectos tóxicos.³² En el presente análisis, el NO₂ resultó contribuir significativamente al riesgo de mortalidad. El NO₂ es liberado al ambiente como producto de la combustión incompleta en motores de vehículos, procesos de combustión de carbón, petróleo y gas natural. Como es conocido, la exposición a este contaminante se encuentra relacionada con un incremento en riesgo por mortalidad por afecciones respiratorias y cardiacas, principalmente en ciudades altamente pobladas, con alta actividad industrial y vehicular.^33,34

La base toxicológica que explica estos efectos se debe a que la exposición crónica a NO₂ genera alteraciones en el sistema respiratorio e inmunológico, ya que las vías aéreas y la respuesta inflamatoria se encuentran comprometidas, lo que facilita la presencia de complicaciones en caso de contagios por Covid-19.²⁵ Específicamente, la exposición persistente al NO₂ puede causar cambios en los pulmones que incluyen hiperplasia alveolar, aumento de fibrina y acumulación de células inflamatorias en los alvéolos. Dentro de la fisiopatología de la Covid-19, estos son factores que contribuyen al fenómeno conocido como “tormenta de citocinas” que genera complicaciones severas de la enfermedad.³⁵ Además de ello, se reconoce que el NO₂ contribuye a la disminución de la saturación de oxígeno, pues al combinarse con la hemoglobina produce metahemoglobina o nitrosoehmoglobina.³⁶

En el modelo multivariado se incluyó la prevalencia de obesidad y diabetes como factores que contribuyen en el riesgo de agravamiento de la Covid-19; ambas enfermedades resultaron asociadas con el incremento en la tasa de mortalidad. Se exploró el ajuste por comorbilidades (hipertensión, diabetes mellitus tipo 2 y obesidad) en modelos con la prevalencia de población general y en modelos con la prevalencia de casos confirmados; los resultados de ambas versiones del análisis fueron similares en significancia estadística y orden de magnitud.

Dentro de las limitaciones en este estudio se encuentra la longitud de la serie de tiempo que incluye solamente la época de secas en el país, así como la falta de ajuste por otras variables confusoras, como la tasa de trasmisión y la accesibilidad a los servicios médicos. Otros factores que pueden influir en esta asociación incluyen variables socioeconómicas dado que, por ejemplo, en situaciones de economía informal, las poblaciones pueden verse más expuestas y con menos acceso a servicios de salud.

Sobre la serie de tiempo, se obtuvieron los promedios de contaminantes considerando un total de 14 meses con mediciones diarias. Este periodo es similar al de otros estudios que utilizaron periodo de un año para estimar la exposición;²³ otros estudios, sin embargo, utilizaron periodos más largos.²⁴ Sin embargo, se considera que el periodo contemplado es suficiente para tener una estimación de la exposición crónica a los contaminantes incluidos, sobre todo si se toma en cuenta que durante los últimos cinco años las concentraciones no han variado significativamente en las ciudades consideradas.³⁷

Sobre otras variables no medidas, se puede comentar que la situación fue la misma para todas las ciudades, por lo que se considera que en todo caso el efecto se encuentra subestimado. Es recomendable que en estudios posteriores se incluyan de manera más específica las variables sociodemográficas, así como la realización de estudios con una mejor resolución geográfica.