Pathologies

Allergies

Synthèse publiée le : 01/04/2017

AÉROBIOLOGIE ET ENVIRONNEMENT

Dans le domaine de l’influence de l’environnement sur les risques allergiques, l’année 2016 a été marquée à la fois par de multiples avancées des connaissances scientifiques et par la promulgation de nombreux textes législatifs ou réglementaires qui devraient largement influencer les pratiques aérobiologiques dans les années qui viennent.

 

Les pathologies allergiques liées à l’environnement sont, pour la plupart, dues aux particules biologiques de l’air, essentiellement pollens et spores fongiques1 en ce qui concerne l’air extérieur. L’aérobiologie, discipline qui se consacre notamment au dénombrement et à l’identification de ces particules, est une science pluridisciplinaire qui fait appel à la botanique, la mycologie, la phénologie2, la météorologie et à l’étude des phénomènes de dispersion, de transport et d’immission pouvant être à l’origine d’impacts variés, dont des impacts sanitaires.

Les articles retenus dans cette brève synthèse concernent aussi bien l’utilisation de la télédétection pour l’évaluation des surfaces couvertes par des espèces végétales allergisantes, que les effets de la pollution et/ou du changement climatique sur l’allergénicité des pollens ou des moisissures et sur leur impact sanitaire.

Bien que l’année ait vu la parution, sous forme de spécification technique, d’une norme traitant du recueil et de l’analyse des pollens et des spores fongiques par les méthodes traditionnelles [1], le point le plus marquant a sans doute été la publication des premières grandes études évaluant l’utilisation de méthodes alternatives pour la mesure des particules biologiques dans l’air. Il faut dire que de nombreux développements ont été réalisés ces dernières années pour tenter de compléter les informations précises obtenues avec les capteurs traditionnels de pollen par des informations en temps réel sur le risque allergique correspondant. Les systèmes alliant recueil et analyse d’images, très complexes, ne donnent pas vraiment satisfaction. Par contre, le bilan dressé des premières campagnes de validation du dispositif instrumental conçu par la société suisse Plair SA (PA-300), et testé ces dernières années par MétéoSuisse, se révèle prometteur [2]. La technique, fondée sur la diffusion laser et la fluorescence induite, permet de distinguer et de compter les particules biologiques, parmi toutes les particules recueillies. Après calibration avec des échantillons de pollen, il devrait être possible de discriminer sans intervention d’opérateur les différents taxons allergisants.

Dans un ordre d’idées voisin, un travail novateur réalisé au Royaume-Uni [3] s’est fixé comme objectif d’utiliser les images satellitaires pour estimer les variables phénologiques liées aux différentes phases du développement végétal, en particulier à la floraison et à la libération du pollen, de façon à obtenir une prévision des dates de démarrage et de pics de pollinisation. L’étude, réalisée sur le bouleau et les graminées en utilisant un index correspondant à la chlorophylle émise par les végétaux (MERIS Terres­trial Chlorophyl Index, MTCI), a débouché sur de très fortes corrélations avec les données fournies par les capteurs – ce qui devrait permettre à l’avenir d’utiliser cette méthode, parmi d’autres, pour fournir aux allergiques au pollen une information prévisionnelle bénéficiant d’une résolution spatiale très fine.

Une autre publication ouvrant de vastes perspectives traite des effets que peuvent avoir sur l’allergénicité des pollens divers paramètres environnementaux et microbiens, notamment la présence de bactéries et de moisissures [4]. L’étude, fondée sur des analyses ADN, a été réalisée sur des grains de pollen natifs issus de chatons de bouleau et d’inflorescences mâles de fléole des prés. Le résultat essentiel est qu’il existe une corrélation positive de ces microbiotes avec l’allergénicité du pollen, mesurée par Elisa3. En revanche, la pollution chimique, principalement par le dioxyde d’azote, réduit la diversité bactérienne et, par suite, l’allergénicité des grains de pollen de bouleau (mais pas de fléole) récoltés en zone urbaine.

Une étude récente issue du projet européen Atopica souligne l’impact du réchauffement planétaire sur l’augmentation de la prévalence des allergies [5]. Dans un scénario de changement climatique modéré, il est estimé que le nombre de sujets sensibilisés au pollen d’ambroisie fera plus que doubler en Europe d’ici aux années 2040-2060, passant de 33 à 77 millions d’individus. Non seulement la plante s’établirait sur des territoires qui lui étaient jusque-là défavorables (Balkans, Ukraine, nord de la France, Allemagne, sud du Royaume-Uni, etc.), mais les concentrations de pollen d’ambroisie dans l’air augmenteraient et la saison pollinique s’allongerait, le tout renforçant la sévérité des symptômes et faisant de l’ambroisie un enjeu de santé publique encore plus prégnant.

Au reste, si la problématique du pollen demeure prioritaire dans l’esprit des médecins et des allergiques, le rôle des moisissures atmosphériques prend une importance croissante. L’environnement extérieur contient en effet, en certains endroits et à certains moments, des concentrations très élevées de spores fongiques, dont certaines peuvent avoir un caractère allergisant, et d’autres un caractère infectieux ou toxique. Un excellent article a mis en évidence le rôle du changement climatique sur la capacité de production et la croissance des concentrations des spores des moisissures atmosphériques [6]. Les auteurs prédisent ainsi, pour les deux prochaines décennies, une augmentation sensible de la production de spores de la part des moisissures dites allergisantes et une plus grande diversité taxonomique.

Par ailleurs, l’année 2016 aura été riche en textes législatifs, règlementaires et informatifs quant aux allergies liées aux particules biologiques de l’environnement. En premier lieu, la loi de modernisation du système de santé, en date du 26 janvier, a modifié par son article 46 le Code de l’environnement. Le nouveau titre II de l’article L. 221-1 indique qu’« Afin de prévenir leurs effets sur la santé, une surveillance des pollens et des moisissures de l’air ambiant est coordonnée par des organismes désignés par arrêté des ministres chargés de l’environnement et de la santé ». De fait, à la suite à la promulgation de cette loi, les ministres concernés ont publié le 5 août un arrêté portant désignation des organismes chargés de coordonner cette surveillance. En outre, le Haut Conseil de la santé publique (HCSP) a émis le 28 avril un avis relatif à l’information et aux recommandations à diffuser en vue de prévenir les risques sanitaires liés aux pollens allergisants. De plus, concernant les organismes nuisibles et envahis­sants, l’article 57 de la loi du 26 janvier a modifié le livre III de la première partie du Code de la santé publique et introduit un chapitre VIII intitulé Lutte contre les espèces végétales et animales nuisibles à la santé humaine ; un texte réglementaire d’application est en préparation. On notera encore que, le 13 juillet, le règlement d’exécution 2016/1141 de l’Union européenne a établi une liste de 37 espèces exotiques envahissantes préoccupantes pour l’Union européenne, conformément au règlement (UE) 1143 /2014 du Parlement européen et du Conseil en date du 22 octobre 2014, relatif à la prévention et à la gestion de l’introduction et de la propagation des espèces exotiques envahissantes ; malheureusement des espèces allergisantes comme les ambroisies n’ont pas été inscrites sur cette liste.

Enfin, parmi les événements marquants de l’année, il convient de citer le 6e Symposium européen d’aérobiologie, organisé du 18 au 22 juillet 2016 à l’Université de Lyon 2 par l’European Aerobiology Society (EAS) en partenariat avec le Réseau national de surveillance aérobiologique (RNSA) et l’As­sociation française d’étude des ambroisies (AFEDA), avec plus de 160 participants provenant de 35 pays différents. Les principaux domaines ayant fait l’objet de communications orales et de posters concernent l’allergie, la phénologie, la modélisation, les nouvelles méthodes utilisant des capteurs en temps réel, l’ambroisie, etc.

Parmi les points forts, on peut retenir que les enjeux sanitaires de la surveillance aérobiologique nécessitent une communication envers le grand public, à la fois accessible et facilement compréhen­sible. Par ailleurs, il a été montré que la modélisation des concentrations de pollens dans l’air, en dépit de progrès évidents, souffre encore d’un certain nombre de limites liées soit à un maillage trop large, soit à une intégration insuffisante de la dispersion verticale des particules biologiques, soit à une prise en compte trop partielle de l’occupation des sols. Enfin, en ce qui concerne l’ambroisie, une part importante des débats a été consacrée à la lutte biologique à l’aide du petit coléoptère Ophraella communa : c’est seulement si l’on est en mesure de prouver qu’elle ne cause aucun dégât à d’autres plantes que cette chrysomèle pourra être introduite sur de nouveaux espaces et utilisée pour le biocontrôle de l’ambroisie ; dans le cas contraire, une délicate analyse du rapport bénéfices/risques s’imposera, susceptible de susciter bien des controverses tant les intérêts en jeu seront divergents. Le développement croissant de nouveaux types de capteurs en temps réel semble prometteur même si, à cette date, seuls les totaux pollens présentent une bonne corrélation avec les données des capteurs traditionnels ; par contre, la discrimination des différents taxons reste mauvaise ou inexistante.

Liens d’intérêt en rapport avec le texte publié : aucun

 

Notes

[1] La spore fongique est la cellule reproductrice des champignons en général et des moisissures en particulier.

[2] La phénologie est l’étude de l’apparition d’événements périodiques (annuels le plus souvent) dans le monde vivant, détermi­née avant tout par les caractéristiques biologiques de l’espèce considérée, mais influencée par les variations saisonnières du climat.

[3] Technique enzymatique.

 

Références
  1. The European Normalization committee. Ambient air - Sampling and analysis of airborne pollen grains and fungal spores for networks related to allergy - Volumetric Hirst method. CEN/TS 16868 : 2015, London : BSI, Technical Specification, 2016.
  2. Crouzy B, Stella M, Konzelmann T, et al. All-optical automatic pollen identification: Towards an operational system. Atmos Environ 2016 ; 140 : 202-12.
  3. Khwarahm NR, Dash J, Skjøth CA, et al. Mapping the birch and grass pollen seasons in the UK using satellite sensor time-series. Sci Total Environ 2017 ; 578 : 586-600.
  4. Obersteiner A, Gilles S, Frank U, et al. Pollen-associated microbiome correlates with pollution parameters and the allergenicity of pollen. PLoS ONE 2016; 11: e0149545.
  5. Lake IR, Jones NR, Agnew M, et al. Climate change and future pollen allergy in Europe. Environ Health Perspect 2017; 125 : 385-91.
  6. Sady’s M, Kennedy R, West JS. Potential impact of climate change on fungal distributions: analysis of 2 years of contrasting weather in the UK. Aerobiologia 2016; 32 : 127-37

 



Year Book 2016

Michel Aubier

Service de Pneumologie
Hôpital Bichat
Inserm UMR 1152
Faculté de Médecine Paris Diderot
michel.aubier@wanadoo.fr

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Synthèse publiée le : 01/04/2016

Allergies et Environnement

L’année 2015 a apporté de nouveaux éléments sur l’augmentation des allergies liée au réchauffement climatique ainsi que sur les mécanismes par lesquels les interactions allergènes/polluants sont impliquées dans l’augmentation de la prévalence des allergies respiratoires et de l’asthme en particulier.

 

Les allergies sont en augmentation constante depuis plusieurs décennies. De multiples travaux ont montré le rôle des modifications environnementales dans la genèse de ce phénomène. Parmi celles-ci, le changement climatique et la dégradation de la qualité de l’air ont été incriminés. En 2015, de nouveaux travaux épidémiologiques et expérimentaux ont conforté les nombreuses publications de ces dix dernières années concernant le rôle de ces deux phénomènes dans l’augmentation de l’incidence et de la prévalence des allergies, notamment respiratoires. Des travaux publiés en 2015 ont également apportés un éclairage important sur les mécanismes cellulaires et moléculaires sous-tendant ces allergies.

 

Facteurs de risque et prévention des allergies respiratoires : d’importantes études épidémiologiques publiées en 2014-2015.

Il existe maintenant de nombreux travaux qui suggèrent que la prévalence de l’asthme dans l’enfance entre différents groupes ethniques n’est pas liée à des différences génétiques, mais plutôt à des différences dans l’exposition à des facteurs environnementaux qui sont interdépendants ainsi qu’à des facteurs associés au mode de vie (1).

En Europe de l’ouest, l’asthme de l’enfance est négativement associé avec l’altitude, la variation annuelle de température et l’humidité extérieure relative, ce qui suggère que le changement climatique peut moduler la prévalence de l’asthme.

La pollution de l’air a un effet sur les réponses immunes des patients ayant une maladie allergique. L’exposition à des particules fines (PM2,5 correspondant à des particules dont le diamètre est inférieur à 2,5 m) et à l’ozone sont responsables d’exacerbations d’asthme, de recours aux urgences et d’hospitalisations pour asthme (2). De plus, l’exposition à d’autres polluants tels les hydrocarbures aromatiques polycycliques et le dioxyde d’azote (NO2), peut être responsable d’une diminution de la fonction respiratoire (2). Les enfants apparaissent comme particulièrement vulnérables à ces expositions environnementales qui sont responsables d’altérations du développement pulmonaire et prédisposent à la constitution d’une inflammation des voies aériennes.

Ainsi, une étude récente (3) réalisée en Californie du Sud au cours des deux dernières décennies a montré qu’une diminution de la pollution atmosphérique suite à d’importantes mesures qui ont été prises par les autorités de cet état, a eu un impact positif important sur le développement pulmonaire des enfants vivant dans la zone concernée, et donc sur leur fonction respiratoire. Cette amélioration de la qualité de l’air a été bénéfique pour les enfants des deux sexes, avec un effet plus marqué chez les garçons, l’effet de la diminution du NO2sur la fonction respiratoireétant plus important chez les enfants asthmatiques (3). Un effet bénéfique de la réduction de tous les polluants étudiés NO2, PM2.5 et PM10 sur le développement pulmonaire des jeunes adolescents a été observé. Ceci n’était par contre pas le cas pour la diminution de la pollution à l’ozone. Cette importante étude plaide pour une politique d’amélioration de la qualité de l’air afin de préserver le développement pulmonaire des enfants vivant en zones polluées et probablement diminuer la prévalence des maladies allergiques et de l’asthme en particulier.

 

Polluants atmosphériques et allergies respiratoires : les mécanismes en partie élucidés.

Des altérations de l’immunité innée et adaptative suite à l’exposition à des polluants ont récemment été décrites, notamment au niveau de la signalisation suite à l’activation des « Toll-like récepteurs »[a], de la production des « DAMP’s »[b] et d’une réponse pro-inflammatoire de l’épithélium bronchique (4).

De plus, les polluants peuvent augmenter la production de médiateurs inflammatoires par les cellules TH2, l’IL-17 et les cellules dendritiques, et altérer les fonctions des cellules lymphocytaires T.

Un article particulièrement intéressant (5) suggère que l’exposition à des particules Diesel (DEP) est responsable d’une accumulation de cellules spécifiques d’allergènes TH2/TH17 dans le poumon et donc de la potentialisation de la réponse secondaire à l’allergène et du développement de l’asthme allergique. Cette étude qui a été réalisée sur 578 enfants de la cohorte Cincinnati Childhood Allergy and Air Pollution Study, âgés de 1 à 4 ans avec au moins un prick test[c] positif et qui avait un asthme diagnostiqué à l’âge de 7ans a clairement démontrée que la coexposition à des DEP et HDM (House Dust Mite) résulte en une augmentation de l’accumulation dans le poumon de cellules mémoires TH2 et TH17 spécifiques de l’allergène HDM. Cette accumulation dans le poumon potentialise les réponses inflammatoires et allergiques secondaires à une deuxième exposition à l’allergène, promouvant ainsi le développement d’un asthme.

Ce mécanisme pourrait contribuer à l’augmentation de la prévalence de l’asthme allergique observée chez les enfants qui ont une exposition précoce à des niveaux élevés de DEP issue du la circulation routière.

 

La pollution biologique revisitée

L’augmentation de la température, de l’humidité et de la concentration en CO2 de l’atmosphère favorise la croissance des plantes et, par conséquent la production de pollen. La période de pollinisation est ainsi prolongée et les petits grains de pollen produits sont plus allergisants (6).

Le rôle des lipides dans le processus allergisant a été récemment décrit. De nombreux allergènes comme les pollens, HDM, les phanères d’animaux et les cafards contiennent des sites de ligands pour les lipides qui augmentent la réponse allergisante TH2 (2).

La caractérisation des allergènes et leur potentiel allergisant par le biais de mécanismes différents de la voie classique des IgE est une des voies de recherche importante pour la compréhension des mécanismes de la réaction inflammatoire allergique et sa prévention.

 

Conclusion

Les travaux récents publiés en 2014-2015 confirment le rôle de l’environnement dans l’aggravation des maladies allergiques respiratoires. Elles mettent également en lumière au niveau moléculaire des mécanismes qui pourraient expliquer le rôle des polluants atmosphériques dans la genèse des maladies allergiques. De plus en plus de données montrent également qu’une diminution de la pollution atmosphérique, notamment particulaire, a des effets bénéfiques sur le développement et la fonction pulmonaire chez l’enfant

 

Liens d’intérêt en rapport avec le texte publié

 Essais cliniques :

  •      stallergènes (mécanismes de la désensibilisation), investigateur principal
  •      étude clinique ALK, co-investigateur

Interventions ponctuelles :

  •      congrès CPLF 2016 et conseils pour Stallergènes

 

 

Références

  1. Deasly R, Semprini A, Mitchell EA. Risk factors for asthma ; is prevention possible ? Lancet 2015; 386 : 1075-1084
  2. Peden DB, Bush RK. Advances in environmental and occupational disorders in 2014. J of Allergy and Clin Immunol 2015 ; 136 : 866-871.
  3. Gauderman WJ, Urman R, Avol E et al. Association of improved air quality with lung development in children. N Engl J Med 2015 ; 372 : 905-913.
  4. Miller R, Peden DB. Environmental effects of immune responses in patients with atopy and asthma. J Allergy Clin Immunol 2014 ; 134 : 1001-1008.
  5. Brandt EB, Biagini Myers JM, Acciani TH et al. Exposure to allergen and diesel exhaust particles potentiates secondary allergen-specific memory responses, promoting asthma susceptibility. J allergy Clin Immunol 2015 ; 136 : 295-303.
  6. PashleyCH, Satchwell J, Edwards RE. Ragweed pollen : is clilate change creating a new aeroallergen problem in the UK ? Clin ExpAllergy 2015 : 45 : 1262-1265
Notes

[a] Les Toll-like récepteurs sont activés par des protéines virales et impliqués dans le déclenchement de l’immunité innée

[b] Les DAMP’s (pour Damage-Associated Molecular Patterns) sont des molécules « danger » qui activent notamment les récepteurs Toll.

[c] Le prick test est un test cutané permettant de déterminer la sensibilisation d’un individu à un allergène