Uit het Engels vertaald artikel
Oorspronkelijke titel: : "Human Health Risks from Low-Level Environmental Exposures: No Apparent Safety Thresholds"
Auteurs: Donald T. Wigle*, Bruce P. Lanphear
Copyright: © 2005 Wigle and Lanphear
In de originele Engelstalige versie wordt het artikel verspreid via een Creative Commmons Licence onder volgende vermelding: "This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited"
Voor de Nederlandse vertaling en plaatsing ervan op deze website werd expliciete toestemming verkregen én van auteur Don Wigle én van het tijdschrift PLoS Med.
Gepubliceerd in: PLoS Med 2(12): e350
Vertaald van: http://medicine.plosjournals.org/perlserv?request=
get-document&doi=10.1371/journal.pmed.0020350
Volledige citatie: Wigle DT, Lanphear BP (2005) Human Health Risks from Low-Level Environmental Exposures: No Apparent Safety Thresholds. PLoS Med 2(12): e350
Zie ook Disclaimer - Wettelijk Bericht
Menselijke gezondheidsrisco's van laaggedoseerde omgevings- blootstellingen: geen klaarblijkelijke veiligheidsdrempels.
Donald T. Wigle*, Bruce P. Lanphear
Donald T. Wigle werkt bij het McLaughlin Centre for Population Health Risk Assessment, Institute of Population Health, University of Ottawa, Ottawa, Canada. Bruce P. Lanphear werkt bij het het Cincinnati Children's Environmental Health Center, Cincinnati Children's Hospital Medical Center, Cincinnati, Ohio, United States of America.
Conflicterende Belangen: De auteurs verklaren dat zij geen conflicterende belangen hebben die verband houden met de onderwerpen die in dit artikel besproken worden.
Gepubliceerd: 18 Oktober, 2005
DOI: 10.1371/journal.pmed.0020350
Copyright: © 2005 Wigle and Lanphear. "This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited"
Afkortingen: ETS, environmental tobacco smoke (omgevingstabaksrook); GSTM1, glutathione S-transferase M1 gen; GSTT1, glutathione S-transferase T1 gen; THM, trihalomethane
Citatie: Wigle DT, Lanphear BP (2005) Human Health Risks from Low-Level Environmental Exposures: No Apparent Safety Thresholds. PLoS Med 2(12): e350
*Aan wie correspondentie gericht moet worden [in het Engels - vert.] E-mail: don.wigle@sympatico.ca
Recente ontwikkelingen in milieu-epidemiologie houden de belofte in van het versterken van de bescherming van de menselijke gezondheid. Regulatoire agentschappen die verantwoordelijk zijn voor de bescherming van de menselijke gezondheid tegen gevaren uit het milieu, beoordelen gegevens over de relaties tussen blootstellingsniveaus en nadelige gezondheidseffecten om grenzen te ontwikkelen voor contaminanten in lucht, water, voedsel, bodem, huisstof en consumptiegoederen. De meeste regulatoire agentschappen veronderstellen dat er geen veilig niveau is voor blootstelling aan carcinogenen [kankerverwekkende stoffen – vert.] en gebruiken lineaire dosis-respons modellen om de risico's voor de menselijke gezondheid te schatten bij lage niveaus van blootstelling. In tegenstelling daarmee, nemen regulatoren gewoonlijk aan dat er een drempel- of “veilig” niveau van blootstelling bestaat voor niet-carcinogenen.
Risico Beoordeling
Bij het uitvoeren van risicobeoordelingen om de potentiële nadelige effecten op de gezondheid te karakteriseren van menselijke blootstelling aan gevaren in de omgeving [1], vertrouwen regulatoren op experimentele dierenstudies bij gebrek aan adekwate epidemiologische gegevens. Deze studies zijn cruciaal om de gezondheidsffecten bloot te leggen vooraleer menselijke blootstelling plaatsvindt (vb pre-markt testen van een nieuwe chemische stof) terwijl epidemiologische studies gebruikt kunnen worden voor een directe evaluatie van de gezondheidseffecten bij blootgestelde personen. De moeilijkheid van het direct meten van gezondheidsrisico's bij zeer lage blootstellingsniveaus kan een belangrijke beperking zijn van zowel epidemiologische als toxicologische studies.
Tot de bronnen van onzekerheid in conventionele dierenproeven behoren: (1) de veel kortere blootstellingsperiode vergeleken met mensen, (2) testen is vaak beperkt tot volwassen (maar niet zwangere, pasgeboren of sexueel onvolwassen) dieren, (3) het gebruik van genetisch homogene dieren (met verlies van het vermogen om potentieel verhoogd risico te detecteren tussen genetisch diverse subgroepen, zoals die bestaan in menselijke populaties), (4) het gebruik van zeer hoge dosissen van testchemicaliën (vb de toediening van hoge dosissen van een teratogeen toxicant aan zwangere dieren kan vroeg zwangerschapverlies veroorzaken nog voor de geboorteafwijkingen gemakkelijk vastgesteld kunnen worden), (5) kleine aantallen van proefdieren, en (6) de noodzaak om te extrapoleren door soorten heen van dieren naar mensen [2].
Het is bijvoorbeeld zo dat neurotoxische effecten van prenatale blootstelling of van blootstelling vroeg tijdens het leven aan lood, polygechlorineerde bifenyls en methylkwik bij mensen optreden op niveaus van inname die ongeveer drie ordegrootten lager zijn dan wat voorspeld wordt op grond van gegevens van knaagdieren [3]. De rol van potentiële biassen en ruwe blootstellingsindices in het produceren van onzekerheden in epidemiologische studies werd, tot op zekere hoogte, verminderd door meer gebruik te maken van verbeterde onderzoeksmethodologieën, vb. door het gebruik van biomarkers voor blootstelling en susceptibiliteit.
Er zijn hogere risico's per eenheid blootstellingsdosis bij lagere blootstellingsniveaus.
De volgende gevalsstudies van vier van de meest wijdverspreide en op grote schaal bestudeerde milieugevaren tonen aan dat (1) er geen aanwijsbare drempel bestaat voor gezondheidsrisico's met dosis-respons relaties doorheen blootstellinges-ranges [waarebereiken – vert.] die veel lager zijn dan deze die algemeen gebruikt worden in dierenproeven, en, in sommige gevallen, (2) dat er hogere risico's per eenheid van blootstellingsdosis zijn bij lagere blootstellingsniveaus.
Gevalsstudies
Lood
Lood is een krachtige neurotixine die in staat is ernstige hersenschade bij kinderen te veroorzaken bij bloedwaarden die slechs 2- tot 3-voudig hoger liggen dan deze die geen openlijke symptomen veroorzaken. Openlijke loodvergiftiging wordt al decennia erkend, maar tot in 1979 er was geen overtuigend bewijs van IQ achterstanden bij relatief lage niveau blootstelling aan lood [4]. Nota nemend van het gebrek aan loodblootstelligsdrempel voor verminderde cognitieve funktie en heemsynthese, heeft het Environmental Protection Agency geen veilige blootstellingsdrempel gespecifieerd. Het United States Centers for Disease Control and Prevention beveelt geen openbare gezondheids- en medische akties aan voor kinderen tenzij hun bloedwaarden voor lood hoger liggen dan 0.48 µM (10 µg/dl), een niveau dat ongeveer 100-voudig hoger is dan het niveau dat geschat wordt voor kinderen van het pre-Industrieel Tijdperk. [5]. Epidemiologisch onderzoek van kinderen in verschillende landen stelde inverse relaties vast tussen IQ en loodniveaus binnen een range die zich uitstrekt onder 0.48 µM, met geen bewijs van een drempel [6].
In een recente studie van meer dan 4.000 kinderen, waren scores op vier subschalen van cognitieve tests (wiskunde, lezen, block design en digit span) invers geassocieerd met huige loodniveaus in het bloed, zelfs bij analyses die beperkt werden tot diegenen met loodniveaus kleiner dan 0,48 µM (<10 µg/dl) [7]. De inverse relatie voor wiskunde- en leesscores persisteerde in de subgroep met loodniveaus in het bloed van minder dan 0,24 µM (<5 µg/dl), en leesacherstanden per eenheid increment van bloedlood, waren groter bij diegenen met lagere loodniveaus in het bloed.
Op gelijkaardige wijze, stelde een andere geboortecohortstudie een inverse relatie vast tussen IQ op de leeftijd van 10 tot 12 jaar en de kwartielen van loodconcentraties in tibiaal bot waarbij de grootste IQ daling zich voordeed tussen de twee laagste kwartielen. [8]. Twee longitudinale Amerikaanse geboortecohortstudies stelden inverse relaties vast tussen full-scale IQ en bloedlood bij kinderen wiens niveau van lood in het bloed sedert de geboorte nooit meer bedroeg dan 0,48 µM [9,10]. In een samengevoegde analyse (“pooled analysis”) van zeven van de acht prospectieve longitudinale studies, meldden de onderzoekers dat het gemiddelde IQ deficiet dat geassocieerd was met een toename in de simultaan optredende loodconcentraties in het bloed van minder dan 0,048 µM tot 0,48 µM ongeveer 3-voudig hoger was dan het gemiddelde IQ deficiet geassocieerd met een toenamde in gelijktijdige bloedloodconcentraties van 0,48 µM to 0,96 µM [11]. Dit laatste rapport bevatte een log-lineair model voor IQ versus gelijktijdige loodcentraties in het bloed , met inbegrip van correcties voor HOME scores (Home Observation for Measurement of the Environment, een gestandaardiseerde maat voor de thuisomgeving), opleiding van de moeder, IQ van de moeder, en geboortegewicht, dat duidelijk de stijlere dosis-respons relatie aantoonde bij lage loodwaarden in het bloed (Figuur 1)
Figure 1. Log-Lineair Model voor IQ versus gelijktijdige loodconcentraties in het bloed, gecorrigeerd voor HOME score, opleiding van moeder, IQ van moeder en geboortegewicht.
Het gemiddelde IQ (95% betrouwbaarheidsinterval) voor de intervallen <5 µ/dl, 5–10 µ/dl, 10–15 µ/dl, 15–20 µ/dl, en >20 µ/dl wordt getoond.
(Figuur door de auteurs, aangepast van [11]).
Tabaksrook
Er is overtuigend epidemiologisch bewijs dat prenataal aktief roken van de moeder de groei van de foetus benadeelt. Een Amerikaans prospectief onderzoek toonde een inverse non-lineaire relatie aan tussen geboortegewicht bij een normaal voldragen zwangerschap en derde-trimister rookintensiteit, met grotere daling van het geboortegewicht bij lage rookintensiteit van de moeder[12]
Er blijkt nu dat zelfs low-level (laag gedoseerde) blootstelling aan omgevingstabaksrook (environmental tobacco smoke - ETS), of “passief roken”, de groei van de foetus kan verminderen. In een Finse studie van niet-rokende vrouwen, was het risico van vroegtijdige geboorte dosis-gerelateerd aan zelf-gerapporteerde prenatale ETS bloostellingsintensiteit van de moeder en aan nicotineniveaus in het haar van de moeder [13]. Glutathione-S-transferase (GST) enzymes detoxificeren tal van chemicaliën, waaronder polycyclische aromatische koolwaterstoffen en bepaalde andere toxicanten die aanwezig zijn in tabaksrook. Een Koreaanse studie van niet-rokende vrouwend stelde vast dat gecombineerde moederlijke ETS blootstelling en null polymorfismen van twee GST genen die betrokken zijn bij het metabolisme van tabaksrook (GSTT1 en GSTM1) geassocieerd waren met tekorten van het geboortegewicht [14]. Een Amerikaanse studie van meer dan 4.000 kinderen van 6 tot 16 jaar stelde inverse dosis-respons relaties vast tussen serum cotinine (de belangrijkste metaboliet van nicotine) en scores op lezen, wiskunde en visueel-ruimelijk redeneren onafhankelijk van verschillende potentiële confounders.[15]. Belangrijk is dat de dosis-responsrelaties tussen leesscores en serumcotinine sterker was bij kinderen met cotinine concentraties lager dan 0,5 ng/ml vergeleken met deze met hogere niveaus.
Radon
Een comissie van deskundigen besloot onlangs dat de meest plausibele relatie tussen laag-niveau ionizerende straling en mutaties, chromosoomafwijkingen, en kanker, lineair zijn, met geen drempel. [16]. De hoge radonniveaus in de lucht van sommige ondergrondse mijnen veroorzaken longkanker onder de mannen die er beroepsmatig aan blootgesteld zijn, waarbij het risico een lineaire funktie is van de cumulatieve stralingsdosis[17]. Een samengevoegde analyse (“pooled analysis”) van acht epidemiologische studies van ondergrondse mijnwerkers toonde aan dat het surplus risico van longkanker per eenheid van cumulatieve radonblootstelling groter was bij lagere blootstellingsniveaus. [18]. Onder de mannen met dezelfde cumulatieve radonblootstelling is, daarom, langdurige blootstelling aan lage niveaus schadelijker dan korte blootstellingen aan hogere niveaus.
Indoor niveaus van radon in lucht lopen erg uiteen in huizen en andere gebouwen. Gemiddelijke cumulatieve radondosissen voor levelslange residentiële blootstelling zijn ongeveer 10-voudig lager dan de dosissen van de blootgestelde mijnwerkers.
Niettgenstaande de relatief lage niveaus van radon in de huizen, toonde een gecombineerde analyse van 17 epidemiologische studies aan dat personen met voor tijd gewogen gemiddelijke residentiële radonblootstellingen van 150 Bq/m3 (het huidige niveau waarboven het Environmental Protection Agency aktie aanbeveelt om de radonniveaus en bronnen alsook de nood voor remediërende maatregelen zoals ventilatie te bevestigen) een 24% (95% CI 11%–38%) gestegen risiko op longkanker hadden. [19] Bijgevolg, is direct gemeten longkankerrisico bij relatief lage radon niveaus in de algemene bevolking consistent met een schatting op basis van lineire extrapolaties van de risico's van mijnwerkers met veel hogere gemiddelijke blootstellingen. [20]
Nevenprodukten van chloring-desinfectie in drinkwater
Gedurende desinfectie van dinkwater, reageert chlorine met natuurlijk voorkomend organisch materiaal en produceert het veel nevenprodukten van desinfectie, waaronder de trihalomethanen (THMs) chloroform, bromodichloromethaan, dibromochloromethaan, and bromoform, die bekende dierlijke carcinogenen zijn. Gebaseerd op een risicobeoordeling van niertumoren bij ratten die chronisch blootgesteld waren aan hoge dosissen chloroform, besloot Health Canada dat het kankerrisico voor de menselijke levensduur dat geassocieerd is met drinkwater dat THMs aan 100 µg/l bevat (de huidige Canadese THM drinkwater richtlijn) verwaarloosbaar zou zijn. [21]. Nochtans heeft een recente samengevoegde analysis (“pooled analysis”) van zes epidemiologische studies van menselijke blaaskanker met meer dan 8.000 subjecten aangetoond dat mannen die blootgesteld zijn aan THM niveaus hoger dan 1 µg/l een 24% gestegen risico hadden op blaaskanker vergeleken met minder blootgestelde mannen, wat overeeenkomt met een surplus van kankerrisisco over de menselijke levensloop van ongeveer 7 per 1.000 [22]. Dit risico is veel hoger dan wat gewoonlijk onder verwaarloosbaar bergepen wordt (regulatoire agentschappen hebben variabel gedefinieerde verwaarloosbare risico's als een surplus risico over de levensloop van 10-6 tot 10-5.) Bijgevolg, kan een risicobeoordeling van de THMs gebaseerd op carcinogeniteit van chloroform bij dieren het menselijk kankerrisico zwaar onderschatten.
Besluit
In tegenstelling tot dierenstudies, kan epidemiologisch onderzoek gebruik worden om gezondheidsrisico's bij blootstellingsnivaus die gelden bij menselijke populaties te bestuderen. Bevindingen van sommige van de meest grondig onderzochte en wijdverspreid omgevingscontaminanten wijzen erop dat er geen klaarblijkelijk veilig blootstellingsniveau is. Het is zelfs zo dat er in sommige gevallen, grotere risico's zijn voor een gegeven blootstelling aan de relatief lage bloostellingsniveaus die meest prevalent zijn bij de menselijke populaties. Omgevingschemicaliën zouden grondig geëvalueerd moeten worden op toxiciteit voor zijn op de markt gebracht worden [23], maar wanneer beschikbaar, zouden epidemiologische gegevens preferentieel gebruikt moeten worden om omgevingsstandaarden te ontwikkelen en om de adekwaatheid van bestaande standaarden die gebaseerd zijn op dierenstudies te beoordelen.
Het publiek vertrouwt op beleidsvormers, wetenschappers en regulatoren om de blootstelling te beperken aan wijdverspreide toxines waarvan bekend is of vermoed wordt dat ze ernstige potentiële gezondheidseffecten kunnen hebben. Wij zijn van mening dat risicoberoodelingen geen drempels zouden mogen veronderstellen voor niet-carcinogenen evenals voor carcinogenen, vooral voor toxines die er in epidemiologisch onderzoek blijk van gegeven hebben geen klaarblijkelijke drempel te vertonen en van deze die nog niet adekwaat getest zijn voor ontwikkelingstoxiciteit. De vier belangrijkste toxines die hier besproken werden zijn wijd verspreid in het milieu en aan het licht komend bewijs wijst er op dat blootstelling praktisch geëlimineerd moet worden om de menselijke gezondheid te beschermen. Het zou onvoorzichtig zijn om te veronderstellen dat er geen andere wijdverspreide omgevingstoxines of chemicaliën zijn met het potentieel nadelige menselijke gezondheidseffecten te veoorzaken op blootstellingsniveaus die momenteel als “laag” beschouwd worden.
REFERENTIES
- National Academy of Sciences (1983) Risk assessment in the federal government: Managing the process. Available:
http://www.nap.edu/openbook/POD115/html/ . Accessed 3 September 2005.
- National Academy of Sciences (2000) Scientific frontiers in developmental toxicology and risk assessment. Washington (District of Columbia): National Academy Press. 354 p.
- Rice DC, Evangelista de Duffard AM, Duffard R, Iregren A, Satoh H et al. (1996) Lessons for neurotoxicology from selected model compounds: SGOMSEC joint report. Environ Health Perspect 104. Suppl 2 S205–S215.
Find this article online
- Needleman HL, Gunnoe C, Leviton A, Reed R, Peresie H, et al. (1979) Deficits in psychologic and classroom performance of children with elevated dentine lead levels. N Engl J Med 300: 689–695. Find this article online
- Mushak P (1993) New directions in the toxicokinetics of human lead exposure. Neurotoxicology 14: 29–42. Find this article online
- Schwartz J (1994) Low-level lead exposure and children's IQ: A meta-analysis and search for a threshold. Environ Res 65: 42–55. Find this article online
- Lanphear BP, Dietrich K, Auinger P, Cox C (2000) Cognitive deficits associated with blood lead concentrations <10 microg/dL in US children and adolescents. Public Health Rep 115: 521–529. Find this article online
- Wasserman GA, Factor-Litvak P, Liu X, Todd AC, Kline JK, et al. (2003) The relationship between blood lead, bone lead and child intelligence. Neuropsychol Dev Cogn C Child Neuropsychol 9: 22–34. Find this article online
- Canfield RL, Henderson CR Jr, Cory-Slechta DA, Cox C, Jusko TA, et al. (2003) Intellectual impairment in children with blood lead concentrations below 10 microg per deciliter. N Engl J Med 348: 1517–1526. Find this article online
- Bellinger DC, Needleman HL (2003) Intellectual impairment and blood lead levels. N Engl J Med 349: 500–502. Find this article online
- Lanphear BP, Hornung R, Khoury J, Yolton K, Baghurst P, et al. (2005) Low-level environmental lead exposure and children's intellectual function: An international pooled analysis. Environ Health Perspect 113: 894–899. Find this article online
- England LJ, Kendrick JS, Gargiullo PM, Zahniser SC, Hannon WH (2001) Measures of maternal tobacco exposure and infant birth weight at term. Am J Epidemiol 153: 954–960. Find this article online
- Jaakkola JJ, Jaakkola N, Zahlsen K (2001) Fetal growth and length of gestation in relation to prenatal exposure to environmental tobacco smoke assessed by hair nicotine concentration. Environ Health Perspect 109: 557–561. Find this article online
- Hong YC, Lee KH, Son BK, Ha EH, Moon HS, et al. (2003) Effects of the GSTM1 and GSTT1 polymorphisms on the relationship between maternal exposure to environmental tobacco smoke and neonatal birth weight. J Occup Environ Med 45: 492–498. Find this article online
- Yolton K, Dietrich K, Auinger P, Lanphear BP, Hornung R (2005) Exposure to environmental tobacco smoke and cognitive abilities among U.S. children and adolescents. Environ Health Perspect 113: 98–103. Find this article online
- National Council on Radiation Protection and Measurements (2001) Evaluation of the linear-nonthreshold dose-response model for ionizing radiation. Bethesda (Maryland): National Council on Radiation Protection and Medicine. Report nr 136 263 p.
- Lubin JH, Boice JD, Edling C, Hornung RW, Howe GR, et al. (1995) Lung cancer in radon-exposed miners and estimation of risk from indoor exposure. J Natl Cancer Inst 87: 817–827. Find this article online
- Hornung RW (2001) Health effects in underground uranium miners. Occup Med 16: 331–344. Find this article online
- Pavia M, Bianco A, Pileggi C, Angelillo IF (2003) Meta-analysis of residential exposure to radon gas and lung cancer. Bull World Health Organ 81: 732–738. Find this article online
- National Academy of Sciences (1999) Health effects of exposure to radon. BEIR VI. Washington (District of Columbia): National Academy Press. 516 p.
- Health Canada (1996) Guidelines for Canadian drinking water. Ottawa (Canada): Minister of Supply and Services Canada. Available: http://xnet.rrc.mb.ca/rcharney/water%20quality.pdf . Accessed 3 September 2005.
- Villanueva CM, Cantor KP, Cordier S, Jaakkola JJ, King WD, et al. (2004) Disinfection byproducts and bladder cancer: A pooled analysis. Epidemiology 15: 357–367. Find this article online
- Lanphear BP, Vorhees CV, Bellinger DC (2005) Protecting children from environmental toxins. PLoS Med 2: e61 DOI: 10.1371/journal.pmed.0020061. Find this article online
