Lidská studie s cílem vyvinout signaturu pracovní expozice vznětových výfukových plynů (DICE)

1. Účel: Více než 100 000 zaměstnanců v Albertě je neúmyslně vystaveno naftovým výfukovým plynům při práci kvůli širokému použití dieselových motorů ve vozidlech a strojích používaných při stavbě silnic, kamionové dopravě, lesnictví, těžbě ropy a těžbě nerostů. Ačkoli v některých pracovních prostředích existuje monitorování expozice DE v okolním ovzduší, monitorování okolního vzduchu do značné míry závisí na náhradních modelech a může poskytnout zkreslený obraz o expozici výfukovým plynům v minulosti. Pro adekvátní ochranu pracovníků je tedy zapotřebí jasný limit expozice založený na biologickém monitorování.
2. Cíl: Náš výzkum si klade za cíl stanovit vztah mezi expoziční koncentrací a biologickým účinkem jako pomůcku pro stanovení referenčních rozmezí pro přijatelnou expozici.

3. Hypotézy a cíle:

   Hypotéza 1: Inhalace naftových výfukových plynů (DE) vyvolává charakteristický výdej bílkovin v závislosti na dávce.

   Cíl 1. Prokázat pomocí proteomické analýzy séra a moči signaturu, která se akutně zvyšuje v reakci na řadu pracovně relevantních koncentrací DE.

   Hypotéza 2: DE inhalace zvyšuje koncentrace metabolitů polyaromatických uhlovodíků (PAH) v moči v závislosti na dávce.

   Cíl 2. Zjistit rozsah akumulace metabolitů PAH v moči po akutní expozici řadě pracovně relevantních koncentrací DE.

   Hypotéza 3: DE inhalace mění odezvu dýchacích cest na kontraktilní stimul způsobem závislým na dávce a tato změna je spojena se změnami v kombinovaném proteomickém/PAH-metabolomickém podpisu.

   Cíl 3: Určit sklon dávka-odpověď na metacholin v reakci na řadu pracovně relevantních koncentrací DE a korelovat změny tohoto sklonu se změnami v proteinech a metabolitech.

   Kromě toho se zaměřujeme na stanovení vztahu mezi řadou kontrolovaných koncentrací expozice DE a kvalitou spánku a dýcháním ve spánku prostřednictvím dílčí studie.

4. Odůvodnění:

   Naše práce bude informovat osoby s rozhodovací pravomocí a zúčastněné strany při vytváření politik založených na důkazech pro omezení expozice výfukovým plynům nafty při práci na základě relevantní biologie.

5. Metoda výzkumu:

   Toto je řádově randomizovaná, dvojitě zaslepená, zkřížená studie expozice člověka.

   Tento projekt si klade za cíl určit markery expozice DE, které lze použít v pracovním prostředí. Proto použijeme řadu úrovní expozice při práci, abychom naše výsledky vhodně uvedli do kontextu. Za tímto účelem bude 20 zdravých účastníků vystaveno kontrolním podmínkám a 3 různým úrovním koncentrace DE, každá po dobu 4 hodin, v náhodném pořadí. Každá expozice bude oddělena dvoutýdenním vymývacím obdobím. Hladiny budou DE titrovány na 20, 50 a 150 ug/m3 PM2,5 a kontrolní expozicí bude filtrovaný vzduch (FA).

   Účastníci podstoupí metacholinovou výzvu a poskytnou vzorky moči a krve před a po expozici k analýze funkce plic a biologických reakcí.

   Pokud účastníci souhlasí s účastí v dílčí studii spánku, budou jim během návštěvy poskytnuty další dotazníky týkající se kvality spánku. Účastníkům bude poskytnut monitor spánku Alice NightOne a pokyny k obsluze zařízení. Monitor spánku si účastník připojí doma, když se chystají spát, po expozici a bude sledovat jeho spánkové vzorce pro tuto noc.

6. Statistická analýza:

Nejprve budou stanoveny změny klinických parametrů (metacholin PC20 a sklon odezvy na dávku) a množství sérového krevního proteinu mezi před a po expozici. Tyto hodnoty „delta“ budou statisticky porovnány napříč expozicemi pomocí modelů lineárních smíšených efektů s použitím programu R, jak je uvedeno v našich předchozích publikacích z podobně navržených protokolů naší skupiny. Hodnoty p<0,05 budou po celou dobu považovány za významné, s úpravami pro vícenásobná srovnání. Ačkoli je 2týdenní vymývací období zamýšleno k minimalizaci pravděpodobnosti přenosových účinků, formálně to posoudíme tím, že do modelů zahrneme termín pro pořadí expozic.

Analýzy pro spánkovou složku budou provedeny v nemocnici v Ottawě a budou dokončeny pomocí lineárního nebo logistického modelu se smíšenými efekty, podle toho, co je možné použít pomocí programu R. Podobné metody jako údaje shromážděné z hlavní studie. Interpretace dat bude dokončena pomocí softwarového algoritmu na lokálním serveru.