Mogelijkheden en beperkingen van Biologische monitoring...Beroepen met een risico voor kanker...

30
Mogelijkheden en beperkingen van Biologische monitoring Gezondheidskundig onderzoek of onderdeel van het blootstellingsonderzoek? Paul T.J. Scheepers, PhD, ERT, RAH, GAGS Toxicoloog, arbeidshygiënist, gezondheidskundig adviseur gevaarlijke stoffen Radboud Institute for Health Sciences CGC-NVAB, Den Bosch, 14 juni 2018

Transcript of Mogelijkheden en beperkingen van Biologische monitoring...Beroepen met een risico voor kanker...

Page 1: Mogelijkheden en beperkingen van Biologische monitoring...Beroepen met een risico voor kanker Beroepsgroep aBlootstelling Classificatie Weefsel met tumoren Brandweerman Stoffen die

Mogelijkheden en beperkingen van Biologische monitoring

Gezondheidskundig onderzoek of onderdeel

van het blootstellingsonderzoek?

Paul T.J. Scheepers, PhD, ERT, RAH, GAGS

Toxicoloog, arbeidshygiënist, gezondheidskundig adviseur gevaarlijke stoffen

Radboud Institute for Health Sciences

CGC-NVAB, Den Bosch, 14 juni 2018

Page 2: Mogelijkheden en beperkingen van Biologische monitoring...Beroepen met een risico voor kanker Beroepsgroep aBlootstelling Classificatie Weefsel met tumoren Brandweerman Stoffen die

Lancet Commission on pollution and health

Source: Landrigan P et al. (2018) The Lancet Commission on pollution and health. Lancet. 391(10119):462-512.

Page 3: Mogelijkheden en beperkingen van Biologische monitoring...Beroepen met een risico voor kanker Beroepsgroep aBlootstelling Classificatie Weefsel met tumoren Brandweerman Stoffen die

Beroepen met een risico voor kanker Beroepsgroep Blootstelling Classificatie a Weefsel met tumoren

Brandweerman Stoffen die vrijkomen bij het werken als brandweerman 2B (2010) -b

Dakdekker en wegenbouwer Bitumen en dampen die vrijkomen bij het leggen van asfalt

bitumen en asfalteren

2A (2013) Long

Drukker Emissies tijdens het drukproces 2B (1996) Blaas , long, nier, slokdarm

schoenmaker Leerstof, benzeen en andere oplosmiddelen en stoffen die

vrijkomen bij fabricage en reparatie van laarzen en schoenen

1 (2012) Bloed- en bloedvormende weefsels,

neus, en bijholten van de neus,

blaas

Kapper Kleurstoffen (aromatische amines, aminofenolen met

waterstofperoxide), oplosmiddelen, drijfgassen, aerosolen

2A (2010) Blaas, lymfesysteem, eierstokken

Lasser/metaalbewerkerc Lasdampen en UV (100-400 nm overeenkomend met UVA,

UVB, UVC)

1 (2017) Long, nier, oog

Metaalarbeider in coke

ovens/ijzer/staal/gieterijen;

Koolteerdampen, PAK, silica, metaaldampen, formaldehyde 1 (2012) Long, huid (inclusief scrotum),

blaas, nier

Glaswerker Fabricage van glas (lood, arseen, antimoonoxiden, silica,

asbest en andere metaaloxiden, PAK)

2A (1993) Long

Operator kolenvergassing en

olieraffinaderij

Koolteer, koolteerdampen, PAK 2A (1989) Huid (inclusief scrotum), blaas, long

Meubel- en kastenmaker en Houtstof 1 (2012) Neus en neusbijholten

Operator rubberindustrie Aromatische amines, oplosmiddelen 1 (2012) Blaas, long, maag, slokdarm, bloed-

en bloedvormende weefsels

Schilder Niet bekend 1 (2012) Long, blaas, leukemie (bij kinderen

van de schilder)

Schoorsteenveger Schoorsteenroet 1 (2012) Long, huid, blaas a 1 = humaan carcinogeen (groep 1), 2 = waarschijnlijk carcinogeen (groep 2A); 2B = mogelijk carcinogeen (groep 2B); b Bij het werk als brandweerman zijn stoffen en weefsels waarin tumoren zijn gevonden niet gespecificeerd; c De onderbouwende volledige rapportage is nog niet verschenen maar een voorpublicatie is beschikbaar (Guha et al., 2017).

Page 4: Mogelijkheden en beperkingen van Biologische monitoring...Beroepen met een risico voor kanker Beroepsgroep aBlootstelling Classificatie Weefsel met tumoren Brandweerman Stoffen die

Risk assessment and molecular epidemiology

Source: Budnik LT et al. J Occup Med Toxicol. 2018 Feb 5;13:6.

Page 5: Mogelijkheden en beperkingen van Biologische monitoring...Beroepen met een risico voor kanker Beroepsgroep aBlootstelling Classificatie Weefsel met tumoren Brandweerman Stoffen die

Early indicator of adaptive response According to the meet-in-the-middle principle (Paolo Vineis, Imperial College)

• Biomarker should reflect an ‘early’ non-adverse effect • Biomarker should be a confirmed and causal risk factor of disease • Derived from different routes of uptake (inhalation, dermal, oral)

Like a prognostic clinical biomarker?

Value of DNA adducts and repair products?

Value of urine metabolites vs. protein adducts?

How should these outcomes

be presented to the worker?

Page 6: Mogelijkheden en beperkingen van Biologische monitoring...Beroepen met een risico voor kanker Beroepsgroep aBlootstelling Classificatie Weefsel met tumoren Brandweerman Stoffen die

Biomarkers

Biomarker of exposure

Reflects (systemic) internal dose of a parent substances or product of metabolism e.g. Ethanol concentration in exhaled air or in blood Biomarker of susceptibility Reflects a person characteristic that interacts with the toxicokinetics and/or

toxicodynamics of the substance of interest e.g. Alcohol dehydrogenase activity

Biomarker of (physiological/biochemical) response Indicates physical change or physiological response to an exposure that is not necessarily adverse

e.g. Heart frequency, cognitive function level, reaction time, et cetera

Zielhuis and Henderson (1986) MOSHE 2015 Pagina 6

Page 7: Mogelijkheden en beperkingen van Biologische monitoring...Beroepen met een risico voor kanker Beroepsgroep aBlootstelling Classificatie Weefsel met tumoren Brandweerman Stoffen die

Analysis of biomarkers: for what purpose?

1. Detection of aggregated exposure

2. Response to worker’s concerns

3. Testing of a well controlled setting

4. Worker’s performance indicator

Page 8: Mogelijkheden en beperkingen van Biologische monitoring...Beroepen met een risico voor kanker Beroepsgroep aBlootstelling Classificatie Weefsel met tumoren Brandweerman Stoffen die

Detection of aggregate exposure

The total of all contributions to exposure of a single substance from all sources

- Derived from different routes of uptake (inhalation, dermal, oral) - Exposures at work as well as off-work exposures - Products used at work well as consumer products and dietary contributions - Reflecting recent exposure as well as historic exposure

Biomonitoring as ‘safety net’

Result is often positive for ubitiquous substances

Very specific strategies are required to disentangle

worker’s exposures from ‘background’

Page 9: Mogelijkheden en beperkingen van Biologische monitoring...Beroepen met een risico voor kanker Beroepsgroep aBlootstelling Classificatie Weefsel met tumoren Brandweerman Stoffen die

Aggregate exposures: contribution of arsenic from diet

Plaice

Reference Salmon

Page 10: Mogelijkheden en beperkingen van Biologische monitoring...Beroepen met een risico voor kanker Beroepsgroep aBlootstelling Classificatie Weefsel met tumoren Brandweerman Stoffen die
Page 11: Mogelijkheden en beperkingen van Biologische monitoring...Beroepen met een risico voor kanker Beroepsgroep aBlootstelling Classificatie Weefsel met tumoren Brandweerman Stoffen die

Smart study designs

• Determine a baseline for each individual

• Compare pre-shift and post-shift (or pre-work week and end-of-week) • Compare groups of workers • Make a comparison before and after an intervention • Long-term monitoring to identify workers/situations/trends

tetrachloroethylene

Page 12: Mogelijkheden en beperkingen van Biologische monitoring...Beroepen met een risico voor kanker Beroepsgroep aBlootstelling Classificatie Weefsel met tumoren Brandweerman Stoffen die

Response to worker’s concerns

Treating the individual outcome as a reflection of uptake to satisfy: • Uncertainty concerning complex procedures or involvement in spill • May satisfy questions related to personal behaviour/hygiene issues • What is the real worker’s incentive? (in need of reassurance?)

Biomonitoring to satisfy concerns?

A low value or non-detect may be reassuring

A high value may lead to questions difficult to answer.

What value to be used as biological guidance value?

What is the health relevance of the lab result?

Page 13: Mogelijkheden en beperkingen van Biologische monitoring...Beroepen met een risico voor kanker Beroepsgroep aBlootstelling Classificatie Weefsel met tumoren Brandweerman Stoffen die

Worker’s performance indicator

Commissioned by the employer e.g. • Alcohol and drugs testing in demanding tasks • As part of an ALARA strategy • Keep a registry of exposure to CMR substances

Biomonitoring as in a ‘doping test’

What is the worker’s participation incentive?

Are individual results kept confidential from the employer?

How about ethics issues (voluntary participation)?

Page 14: Mogelijkheden en beperkingen van Biologische monitoring...Beroepen met een risico voor kanker Beroepsgroep aBlootstelling Classificatie Weefsel met tumoren Brandweerman Stoffen die

Testing of good practices

Field test to evaluate the efficacy of an intervention • Gloves to reduce skin absorption (reduce or enhance exposure) • Respiratory protection (technical specs vs. field performance) • Personal hygiene issues

Biomonitoring as tool for evaluation

How does a protective technology perform in practice?

Is the extra effort of wearing PPE worthwhile?

Page 15: Mogelijkheden en beperkingen van Biologische monitoring...Beroepen met een risico voor kanker Beroepsgroep aBlootstelling Classificatie Weefsel met tumoren Brandweerman Stoffen die

Skin protection in dermatology nurses

Comparison of excretion of 1-hydroxypyrene (1-OHP, total and increase from baseline). Based on

collection of urine during 24 h after application of CTO.

Subgroup 1-Hydroxypryrene in urine

(1-OHP) 2004 2007

Median Range Median Range

Paired

observations

(N = 6)

Total (nmol) 1.6 0.84-5.0 0.69* 0.45-3.4

Increase (μmol/mol creat) 0.05 -0.01-0.18 0.03 0.01-0.17

Unpaired

observations

(N = 10 –12)

Total (nmol) 1.5 0.74-5.0 0.64* 0.15-2.8

Increase (μmol/mol creat) 0.04 -0.09-0.18 0.02 -0.01-0.05

2004

2007

* p < 0.05 Scheepers et al. Scand J Work Environ Health 2009; 35:212-221

Page 16: Mogelijkheden en beperkingen van Biologische monitoring...Beroepen met een risico voor kanker Beroepsgroep aBlootstelling Classificatie Weefsel met tumoren Brandweerman Stoffen die

Recent developments in the field

Phthalates in medical devices

Tri-2-hexylethyl-trimellitate (TOTM) and tri-(2-ethylhexyl) trimellitate (TEHTM) as

an alternative for DEHP (Eckert, University of Erlangen-Nürnberg)

Chromium VI

New Occupational Exposure Level (NL) of 1 µg/m3

Specific analysis of Cr VI in exhaled breath condensate (Liz Leese, HSE)

Exposure to diesel exhaust particles New (proposed) occupational exposure level (NL): 1.03 µg/m3

Detection of soot particles in urine (Tim Nawrot, University of Hasselt)

Page 17: Mogelijkheden en beperkingen van Biologische monitoring...Beroepen met een risico voor kanker Beroepsgroep aBlootstelling Classificatie Weefsel met tumoren Brandweerman Stoffen die

PMO Periodiek ‘Convenience sample’ Gezondheidseindpunt Trends op groepsbasis Individuele feed back ??

HBM Periodiek ‘Smart design’ ‘Intermediaire marker’ Trends op groepsbasis Individuele feed back Rond interventies

Page 18: Mogelijkheden en beperkingen van Biologische monitoring...Beroepen met een risico voor kanker Beroepsgroep aBlootstelling Classificatie Weefsel met tumoren Brandweerman Stoffen die

PMO en HBM ‘go alone-together’

PMO

HBM1 HBM2

PMO-Y1 PMO-Y2 PMO-Y3 MPO-Y4

RI&E + PvA

RI&E + PvA

Page 19: Mogelijkheden en beperkingen van Biologische monitoring...Beroepen met een risico voor kanker Beroepsgroep aBlootstelling Classificatie Weefsel met tumoren Brandweerman Stoffen die

Training opportunities

• HBM4EU Training School: www.hbm4eu.eu/training

12-16 November 2018

• PIGOR Chemical Incidents: www.raboudumc.nl

• November 2019 (to be announced)

• PET Occupational toxicology: www.toxcourses.nl

May-June 2020

Page 20: Mogelijkheden en beperkingen van Biologische monitoring...Beroepen met een risico voor kanker Beroepsgroep aBlootstelling Classificatie Weefsel met tumoren Brandweerman Stoffen die
Page 21: Mogelijkheden en beperkingen van Biologische monitoring...Beroepen met een risico voor kanker Beroepsgroep aBlootstelling Classificatie Weefsel met tumoren Brandweerman Stoffen die
Page 22: Mogelijkheden en beperkingen van Biologische monitoring...Beroepen met een risico voor kanker Beroepsgroep aBlootstelling Classificatie Weefsel met tumoren Brandweerman Stoffen die

Biomonitoring application datasheets (BADS)

• Acrolein

• Acrylonitrile • Arsenic • Benzene

• Cadmium • Chromium • Cyanides

• Dioxin (TCDD) • Ethylene oxide • Fluorides

• Hydrogen sulfilde • Mehyl bromide • Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAH) • Styrene • Toluene • Xylenes

Page 23: Mogelijkheden en beperkingen van Biologische monitoring...Beroepen met een risico voor kanker Beroepsgroep aBlootstelling Classificatie Weefsel met tumoren Brandweerman Stoffen die
Page 24: Mogelijkheden en beperkingen van Biologische monitoring...Beroepen met een risico voor kanker Beroepsgroep aBlootstelling Classificatie Weefsel met tumoren Brandweerman Stoffen die
Page 25: Mogelijkheden en beperkingen van Biologische monitoring...Beroepen met een risico voor kanker Beroepsgroep aBlootstelling Classificatie Weefsel met tumoren Brandweerman Stoffen die
Page 26: Mogelijkheden en beperkingen van Biologische monitoring...Beroepen met een risico voor kanker Beroepsgroep aBlootstelling Classificatie Weefsel met tumoren Brandweerman Stoffen die
Page 27: Mogelijkheden en beperkingen van Biologische monitoring...Beroepen met een risico voor kanker Beroepsgroep aBlootstelling Classificatie Weefsel met tumoren Brandweerman Stoffen die

215 biomarkers for 160 substances

Page 28: Mogelijkheden en beperkingen van Biologische monitoring...Beroepen met een risico voor kanker Beroepsgroep aBlootstelling Classificatie Weefsel met tumoren Brandweerman Stoffen die
Page 29: Mogelijkheden en beperkingen van Biologische monitoring...Beroepen met een risico voor kanker Beroepsgroep aBlootstelling Classificatie Weefsel met tumoren Brandweerman Stoffen die
Page 30: Mogelijkheden en beperkingen van Biologische monitoring...Beroepen met een risico voor kanker Beroepsgroep aBlootstelling Classificatie Weefsel met tumoren Brandweerman Stoffen die

Take home

• PMO en HBM kunnen in elkaars verlengde liggen

• Trajecten kunnen samen lopen en worden afgestemd

• Goed voor effectiviteit en biedt mogelijk synergie