Työterveyslääkäri

Kosteusvauriorakennuksessa sairastuneen astmaatikon paraneminen

Työterveyslääkäri
2018;36(2):39-43
Maria Andersson, Matti Toivonen, Emmanuelle Castagnoli, Mari Heinonen, Johanna Salo, Raimo Mikkola ja Tari Haahtela

Väestöaineistoissa sisäilman mikrobeille, kuten homesienille, altistumiseen liittyy jonkin verran lisääntynyt hengitystietulehdusten ja astman riski. Kuvaamme potilaan, joka sairastui astmaan asuttuaan neljä vuotta kosteus-vaurioituneessa rakennuksessa. Hän vaihtoi asuntoa, mikä helpotti oireita. Sittemmin hän aloitti mikrobiologin työt tutkien niin sanottuja hometaloja. Työssä altistuminen aiheutti oireita, jotka vähenivät ratkaisevasti vasta, kun hän ryhtyi hoitamaan hevosia.

Homesieniä ja tiettyjä sisäilman bakteereita (kuten sädesieniä eli aktinobakteereita) on epäilty astman ja toistuvien hengitystietulehdusten riskitekijöiksi (1, 2), mutta syy-seuraussuhdetta ei ole voitu pitävästi osoittaa. Pitkäaikaista altistumista voi seurata myös oireherkkyys tiettyjen rakennusten sisäilmalle. Oireherkkyyden mekanismeista on kiistaa (3). Hometaloissa sisäilmasta sairastuneiden ennustetta ja parantumista ei ole tutkittu.

Voimakas altistuminen navetan huonolaatuiselle rehulle ja kuivikkeille voi aiheuttaa karjanhoitajille homepölykeuhkon eli allergisen alveoliitin (4). Toisaalta maassamme on vahvaa näyttöä siitä, että maatalousympäristö suojaa astmalta ja allergialta (5–8). Suojavaikutusta on selitetty muun muassa mikrobiston tuottamilla endotoksiineilla (9, 10).

Maatalousrakennuksissa ilman mikrobien määrä saattaa olla jopa 1 000 kertaa suurempi kuin kaupunkirakennuksissa ja niin sanotuissa hometaloissa (11, 12). Myös mikrobiston laatu on varsin erilainen.

Kuvaamme astmapotilaan voinnin paranemista, kun hän altistui voimakkaasti ja toistuvasti hevostallin pölylle ja erityisesti säilöheinäpölylle.

Homesairaan tarina

Potilas, sairastumisen aikaan 31-vuotias perheenäiti ja mikrobiologi, asui vuodesta 1983 lähtien koetilana toimivan kartanon vanhassa päärakennuksessa. Vuonna 1985 hän alkoi saada toistuvia poskiontelo- ja keuhkoputkitulehduksia ja sairastui ei-allergiseen astmaan. Lääkäri diagnosoi astman oireiden ja keuhkojen toimintakokeiden perusteella. Vuonna 1987 tehdyn remontin yhteydessä todettiin vanhojen vesivahinkojen aiheuttaneen laajoja Stachybotrys-kasvustoja seinien eristeenä toimivissa pahvilevyissä. Potilasta ei testattu tavallisten ympäristöhomeiden mahdollisen herkistävän vaikutuksen paljastamiseksi, mutta siitä ei ollut kliinisiä viitteitä. IgE-vaste homeille on harvinainen (13), eikä potilaalla ollut atooppista taipumusta. IgG-vasta-aineita ei tutkittu.

Vuonna 1988 perhe muutti toiseen asuntoon, ja sen jälkeen asunto ei ole muuttunut. Potilas aloitti kodin ulkopuolisen ansiotyön vuonna 1995 ja työskenteli mikrobiologina laboratoriossa, joka tutki muun muassa hometaloja. Näytteitä ottaessaan hän altistui kosteusvaurioituneiden asuntojen sisäilmalle ja laboratoriossa hän viljeli homeita ja muita mikrobeja. Hän sai poskiontelotulehduksia ja astmaoireita käytyään hometalossa tai altistuessaan laboratorioviljelmille työssään.

Vuonna 2001 potilas alkoi hoitaa hevosia ja altistui talliympäristölle noin neljä tuntia päivässä altistuen tallipölylle, joka paljolti muodostuu heinä- ja säilörehupölystä. Astman oireet alkoivat vähitellen lieventyä, ja vuonna 2005, hoidettuaan hevosia päivittäin neljän vuoden ajan, potilas pystyi lopettamaan lääkityksen. Hän ei huomannut enää oireita, vaikka kävi edelleen hometaloissa ottamassa näytteitä, käsitteli ja uutti entiseen tapaan laboratoriossa muun muassa Stachybotrys-kasvustoja tai rasitti itseään kovalla pakkasella.

Viimeiset 11 vuotta potilas on pärjännyt ilman astmalääkitystä ja antibioottikuureja (Taulukko «Lääkärin potilaalle kirjoittamat reseptit astman h»1). Hän hoitaa edelleen hevosia, työskentelee hometutkijana ja käsittelee päivittäin homeviljelmiä. Tämä viittaa siihen, että astman korjaantuminen liittyi pikemmin tallipölylle altistumiseen kuin homealtistumisen vähenemiseen.

Pölynäytteiden tutkiminen

Kosteusvaurioituneiden kaupunkiasuntojen pöly, tallipöly ja sikalapöly

Kaupunkiasuntojen pölynäytteitä tutkittiin seitsemästä asunnosta, joissa ihmiset valittivat sisäilmaan liittyviä terveyshaittoja. Pöly kerättiin vaakapinnoilta noin kahden metrin korkeudelta lattiatasosta.

Hevostallin pölyä kerättiin tallin heinävaraston pinnoilta sekä karsinoiden reunoista noin kaksi metriä lattian yläpuolelta. Pöly kerättiin keväällä ja syksyllä. Pöly oli pääasiallisesti peräisin säilöheinästä ja turpeesta. Säilöheinä sisältää runsaasti muun muassa maitohappobakteereita.

Sikalapölyä kerättiin positiiviseksi kontrolliksi toksiinitutkimuksia varten. Porsailla oli ilmennyt äkkikuolemia, joiden syyksi epäiltiin kuivikkeena käytetyn rypsin puintijätettä. Kun kuivikkeesta luovuttiin, kuolemat loppuivat. Kun kuiviketta otettiin uudestaan käyttöön, porsaita kuoli taas. Vaikka porsaskuolemat näyttivät olevan yhteydessä kuivikkeeseen, kuolinsyy ei selvinnyt obduktioista huolimatta. Kuivikkeesta erotettiin siivilöimällä hienojakoinen pöly, jolle porsaat altistuivat hengitysilman kautta.

Mikrobien analysointi ja toksisten pesäkkeiden arviointi

Kosteusvaurioasunnoista, tallista ja sikalasta kerätty pöly viljeltiin homemaljoille (mallasuute) ja bakteerimaljoille (tryptoni-soijauute).

Pölyjen viljelymaljojen mikrobipesäkkeiden toksiinintuotto tutkittiin. Sytotoksisuus arvioitiin sen mukaan, miten pesäkkeet estivät kissan keuhkosolujen ja sian munuaissolujen kasvua (14). Sian siittiöiden liikkuvuustestillä mitattiin solujen energiatuotannon ja ioniliikenteen häiriöitä, joita aiheuttavat muun muassa mitokondriotoksiinit (15). Testi mittaa siittiöiden liikkeen hiipumista.

Toksiineja tuottavat lajit eristettiin ja tunnistettiin morfologian ja toksisuusprofiilin avulla. Puhdasviljelmistä uutetut toksiset yhdisteet tunnistettiin neste-kromatografi-massaspektrometrillä (14).

Pölyistä löytyneet mikrobit ja toksiinit

Kosteusvaurioituneiden asuntojen pölyssä oli niukasti elinkykyisiä mikrobeja ja homeita verrattuna tallipölyyn (Taulukko «Homeiden ja bakteerien suhteelliset määrät maatila»2). Homepesäkkeistä 23–84 prosenttia tuotti mykotoksiineja, kun paljon mikrobeja sisältäneessä tallipölyssä toksisten pesäkkeiden osuus oli alle 5 prosenttia. Sikalapölyn bakteeri- ja homepesäkkeistä puolet tuotti bakteeri- tai hometoksiineja.

Pohdintaa

Potilaan sairastumisen ja alkuperäisen asunnon kosteusvaurioiden välille ei voi osoittaa kiistatonta kausaaliyhteyttä, mutta oireiden kehitys oli looginen. Asunnon vaihdon myötä tulehdukset vähenivät mutta astma jatkui. Sitä saattoi ylläpitää se, että potilas palasi mikrobiologin työhön, jossa altistuminen alkoi uudelleen. Oireet lievittyivät vasta hevosharrastuksen myötä, vaikka mikrobialtistuminen pikemminkin lisääntyi.

Eri pölyjen mikrobiologisten analyysien tuloksia käsitellään tässä suppeasti, koska niitä on laajemmin esitetty alan kongresseissa ja julkaisuissa (16–18). Tallipöly sisälsi paljon enemmän eläviä mikrobeja kuin kosteusvaurioituneiden asuntojen pöly, mutta toksiinia tuotta-vien pesäkkeiden osuus oli pieni. Kontrolliksi otetuissa sikalan pölynäytteissä toksisten homeiden ja bakteereiden osuus oli suuri. Niillä on voinut olla osuutta porsaiden selittämättömiin kuolemiin (18).

Tallipöly muodostuu paljolti säilörehusta ja turpeesta, jotka sisältävät vähän homeita mutta paljon muun muassa maitohappobakteereita. Eläinsuojien pölyssä tiedetään olevan 10–100 kertaa enemmän elinkykyisiä bakteereita kuin kaupunkirakennusten pölyssä (12, 19). Kaupunkipölyn mikrobistoa saattavat köyhdyttää myös desinfektioaineet ja siivouskemikaalit. Ne tappavat bakteereita ja homeita, mutta esimerkiksi toksiineja tuottavat Aspergillus-lajit saattavat olla niille tolerantteja (14, 17). Siivousaineiden tensidit voivat myös aktivoida homepesäkkeiden kasvua (20).

Maatalousympäristön astmalta ja allergialta suojaava vaikutus on osoitettu lapsilla, ja mekanismi liittynee immuunitoleranssin kehittymiseen. Heinäladon pöly aiheuttaa dendriittisissä soluissa Th1-tyyppisen eli allergialta suojaavan immuunivasteen, kun kaupunkiasunnon pöly aiheuttaa pikemmin Th2-tyyppisen vasteen (19). Tasapainoisen immuniteetin kehittymiseksi on välttämätöntä altistua luontoympäristön monimuotoiselle mikrobistolle (21).

Hometaloissa koettujen oireiden tai astman syntymekanismia ei tunneta ja mikrobitoksiinien osuus on kiistanalainen. Varsinkaan annosvasteita ei tiedetä. Ihminen hengittää pieniä määriä mikrobitoksiineja ja muita biogeenisia aerosoleja myös luontoympäristössä, mikä pikemminkin kehittää toleranssia (22).

Kosteuden vaurioittamaan rakenteeseen hakeutuu opportunistisia, tavallisesta poikkeavia mikrobikantoja, joiden biologinen tehtävä on hajottaa ja palauttaa vauriokohde luonnonkiertoon. Kosteusvaurioitunut kohde on usein ravinneköyhä (vaikkapa päiväkodin kastunut kipsilevyseinä) ja mikrobipesäkkeet erittävät toksisia kemikaaleja taistellessaan ravinnosta (16). Tunkkainen, maakellarimainen haju on hyvä varoittaja (23). Nykyinen toksiinikeskustelu ei kuitenkaan ihmisvaikutusten osalta pohjaa riittävästi tutkittuun tietoon.

Kaupunkiympäristön ja asuinrakennusten mikrobiston yleinen köyhtyminen saattaa heikentää immuunijärjestelmää ja tuottaa epätarkoituksenmukaisia tulehdusreaktioita, kuten allergiaa. Tuoreessa seitsemän eurooppalaisen maan tutkimuksessa patjasta kerätyn pölyn gram-positiiviset bakteerit pikemmin vähensivät kuin lisäsivät astmaa, astman oireilua ja atopiaa (24). Mikrobiston toksisuutta ei tutkittu.

Potilaamme historia kertoo, että astmassa on paranemistaipumusta myös aikuisiässä. Talliympäristö ja hevosten hoito tarjosivat potilaalle paitsi virkistystä ja rentoutumista myös kontaktia immuunitoleranssia edistäviin mikrobeihin ja biogeenisiin aerosoleihin (Taulukko «Homeiden ja bakteerien suhteelliset määrät maatila»2). Kyselytutkimuksen perusteella talliympäristössä työskentely voi myös olla yhteydessä lisääntyneisiin hengitystieoireisiin (25), joten suositukset ovat aina yksilöllisiä.

Kiitokset

Tekijät kiittävät eläinlääketieteen säätiötä apurahasta 4702946, Suomen akatemiaa (ToxicPM 289161), Työsuojelu-rahastoa monivuotisesta tuesta ja Riikka Holopaista (EVIRA) kissan keuhkosolujen ja sian munuaissolujen toimittamisesta tutkimuksen käyttöön. Kiitämme myös professori Kari Reijulaa hyödyllisistä kommenteista.

Kuva 1. Lääkärin potilaalle kirjoittamat reseptit astman hoitoon ja hengitystieinfektioihin vuosina 1985–2015.
Kuva 2. Homeiden ja bakteerien suhteelliset määrät maatila- ja kaupunkirakennusten pölyssä sekä toksiineja tuottavat mikrobit. Pesäkeluvut maljoilla: +++ kaikki kolme maljaa kasvoivat täyteen, ++ yksi malja kolmesta kasvoi täyteen, + ensimmäisessä maljassa oli vähintäänn 10 pesäkettä.

Kirjallisuutta

  1. 1. Pekkanen J, Lampi J. Rakennusten kosteus- ja homevauriot ja terveys. Duodecim 2015;131:1749–55.
  2. 2. Suomalaisen Lääkäriseuran Duodecimin asettama työryhmä. Kosteus- ja homevaurioista oireileva potilas. Käypä hoito -suositus 22.9.2016. www.kaypahoito.fi
  3. 3. Karvala K, Sainio M. Sisäilma ja ympäristöherkkyys. Suom Lääkäril 2017;72:848-854.
  4. 4. Terho EO. Work-related respiratory disorders among Finnish farmers. Am J Ind Med 1990;18:269–72.
  5. 5. Kilpeläinen M, Terho EO, Helenius H, ym. Childhood farm environment and asthma and sensitization in young adulthood. Allergy 2002;57:1130-5.
  6. 6. Vartiainen E, Petäys T, Haahtela T, ym.Allergic diseases, skin prick test responses, and IgE levels in North Karelia, Finland, and the Republic of Karelia, Russia. J Allergy Clin Immunol 2002;109:643-8.
  7. 7. Remes ST, Koskela HO, Iivanainen K, ym. Allergen-specific sensitization in asthma and allergic diseases in children: the study on farmers' and non-farmers' children. Clin Exp Allergy 2005;35:160-6.
  8. 8. Haahtela T, Laatikainen T, Alenius H, ym. Hunt for the origin of allergy - comparing the Finnish and Russian Karelia. Clin Exp Allergy 2015;45:891-901.
  9. 9. Dutkiewicz J, Czeslava Skorska C, Burrell R, ym. Immunostimulative effects of repeated inhalation exposure to microvesicle-bound endotoxin of Pantoea agglomerans. Ann Agric Environ Med 2005;12:289–294.
  10. 10. Schuijs MJ, Willart MA, Vergote K, ym. Farm dust and endotoxin protect against allergy through A20 induction in lung epithelial cells. Science 2015;4:1106-1110.
  11. 11. Muut viitteet saatavissa kirjoittajilta
Maria Andersson
FT
elintarvike- ja ympäristötieteiden laitos, Helsingin yliopisto
Aalto-yliopisto, rakennustekniikan laitos
maria.a.andersson@helsinki.fi
Matti Toivonen
DI
Aalto-yliopisto, teknillisen fysiikan laitos,
matti.toivonen @aalto.fi
Emmanuelle Castagnoli
MSc
Aalto-yliopisto, rakennustekniikan laitos
emmanuelle.castagnoli@aalto.fi
Mari Heinonen
ELT, professori
Helsingin yliopisto,
kliinisen tuotanto-eläinlääketieteen osasto
mari.heinonen@helsinki.fi
Johanna Salo
DI
Aalto-yliopisto, rakennustekniikan laitos
johanna.72salo@gmail.com
Raimo Mikkola
FT
Aalto-yliopisto, rakennustekniikan laitos
raimo.mikkola@aalto.fi
Tari Haahtela
Emeritusprofessori
HYKS, Iho- ja allergiasairaala, Helsingin yliopisto
tari.haahtela@haahtela.fi