Umwelt- und berufliche Lärmbelastung im Zusammenhang mit der Inzidenz von Typ-2-Diabetes

Studienfächer

Neun skandinavische Kohorten bilden den Stichprobenrahmen für die Studie. Im Bezirk Stockholm wurden vier Kohorten rekrutiert: [Stockholm Diabetes Preventive Program (SDPP), 60-jährige Männer und Frauen (Sixty), Twin Registry (SALT) und Swedish National Study of Aging and Care in Kungsholmen (SNAC-K)], mit insgesamt mehr als 22.500 Teilnehmern. An der Malmö Diet and Cancer (MDC)-Studie nahmen 28.098 Männer und Frauen teil, die in der Stadt Malmö leben. Die Danish Diet Cancer and Health (DCH)-Kohorte umfasste 57.053 Probanden aus den Großräumen Kopenhagen und Aarhus. Die schwedische Mammographie-Kohorte (SMC) rekrutierte 13.680 Frauen aus der Region Uppsala. Die dänische Krankenpflegekohorte (DNC) umfasste 28.731 weibliche Krankenpflegerinnen aus ganz Dänemark. Die Danish National Health Survey (DNHS) umfasste 177.639 zufällig ausgewählte Personen aus ganz Dänemark. Insgesamt konzentrierte sich die Einschreibung auf die Altersgruppe 16 bis 99 Jahre und erfolgte im Zeitraum 1992–2013. Die Probanden beantworteten bei der Rekrutierung Fragebögen zu Lebensstilfaktoren, Gesundheitszustand und sozioökonomischen Merkmalen.

Expositionsbewertung

Verkehrslärm: Die Verkehrslärmbelastung wird anhand gut validierter Modelle bewertet. Straßenverkehrs- und Eisenbahnlärm werden mithilfe der Nordic Prediction Method oder einer Aktualisierung dieser Methode modelliert. Für den Straßenverkehrslärm umfassen die Eingabevariablen Geocodes, eine Filterung nach Gelände und Gebäuden sowie Informationen zum jährlichen durchschnittlichen täglichen Verkehr, zur Verteilung von leichtem/starkem Verkehr, zur Reisegeschwindigkeit und zum Straßentyp für alle wichtigen Straßenverbindungen. Der Eisenbahnlärm wird für alle Adressen im Umkreis von 1000 m um alle Bahngleise berechnet. Zu den Eingabevariablen gehören Geocodes, Screening nach Gelände und Gebäuden sowie die durchschnittliche Anzahl der Züge pro Zeitraum (Tag/Abend/Nacht), Zugtypen und Reisegeschwindigkeit. Darüber hinaus beziehen Städte mit Straßenbahnen und/oder U-Bahnen diese in die Berechnungen ein. Der Fluglärm wird anhand von Lärmkarten geschätzt, die von lokalen oder nationalen Behörden bezogen werden.

Detaillierte Lärmbewertungen wurden alle fünf oder zehn Jahre durchgeführt und die Lärmpegel für die Jahre zwischen den Schätzungen wurden auf der Grundlage linearer Interpolation oder anderer Näherungsmethoden berechnet. Für jeden Teilnehmer wird die zeitlich gewichtete durchschnittliche Lärmbelastung durch jede Verkehrslärmquelle während der Nachuntersuchung berechnet, wobei alle Adressen berücksichtigt werden, an denen der Proband gelebt hat, und unter Berücksichtigung der Aufenthaltsdauer an jeder Adresse. Darüber hinaus wird die kombinierte Belastung durch mehrere Verkehrslärmquellen geschätzt.

Luftverschmutzung: Der Grad der Luftverschmutzung wird an allen Wohnadressen während des Untersuchungszeitraums für die Probanden in den neun Kohorten mithilfe validierter hochauflösender Ausbreitungsmodelle geschätzt (1). Die Belastung durch Luftverschmutzung wird durch Feinstaub mit einem aerodynamischen Durchmesser von bis zu 2,5 µm (PM2,5) repräsentiert, der sowohl durch lokalen als auch durch Ferntransport beeinflusst wird, sowie durch Stickstoffdioxid (NO2), das hauptsächlich lokale Emissionen widerspiegelt, z Straßenverkehr. Die Interpolation der Luftverschmutzungswerte zwischen den Jahren mit Bewertungen sowie die Berechnung der einzelnen zeitgewichteten Expositionen erfolgen unter Verwendung einer ähnlichen Methodik wie beim Verkehrslärm.

Berufliche Expositionen: Der Schwerpunkt liegt auf Lärm und Verbrennungspartikeln, basierend auf den Berufen der Studienteilnehmer in Kombination mit Informationen aus einer Job-Expositions-Matrix (JEM). Die berufsbedingte Lärmbelastung wird auf der Grundlage eines in Schweden entwickelten JEM geschätzt. Das JEM basiert auf beruflichen Messungen und gibt den Jahresmittelwert des täglichen 8-Stunden-Äquivalent-A-bewerteten Schalldruckpegels in fünf Expositionsklassen an. Der Lärmpegel wird an den jeweiligen Zeitraum angepasst, da sich der Lärmpegel innerhalb einer Beschäftigung im Laufe der Zeit unterscheidet. Dabei wird die berufsbedingte Lärmbelastung bei der Einstellung und, sofern verfügbar, die Belastung in bestimmten Zeitfenstern während der Nachuntersuchung herangezogen. Die berufsbedingte Exposition gegenüber Verbrennungspartikeln wird auf die gleiche Weise wie Lärm gehandhabt, jedoch auf der Grundlage eines angepassten finnischen JEM.

Kovariaten: Die Auswahl der Kovariaten erfolgt a priori auf der Grundlage der vorhandenen Literatur, der biologischen Plausibilität und der Verfügbarkeit harmonisierbarer Variablen in allen Kohorten. Kohortenteilnehmer füllten bei der Rekrutierung Fragebögen mit Variablen zu Ernährung und Lebensstil aus, darunter Raucherstatus, Rauchintensität, Alkoholkonsum und körperliche Freizeitaktivitäten. Das individuelle Bildungsniveau und der Familienstand werden aus nationalen Registern oder Fragebögen ermittelt, und auf Gebietsebene (kleine sozioökonomisch homogene Gebiete mit etwa 1000–2000 Einwohnern) werden mittlere Einkommen aus Registern ermittelt. Grünflächen werden anhand von Satellitenbildern bewertet, hauptsächlich anhand des normalisierten Differenzvegetationsindex.

Ergebnisbewertung

T2D-Inzidenz: Alle relevanten Informationen, die in jeder Kohorte gesammelt werden, werden verwendet, um prävalente Fälle von Diabetes zu Studienbeginn zu identifizieren, die von den Längsschnittanalysen ausgeschlossen werden, sowie Vorfallfälle während der Nachbeobachtung bis 2020. Dazu gehört die Verknüpfung mit den Patienten- und Arzneimittelregistern sowie die Verwendung von selbst gemeldetem Diabetes in den Fragebögen und Biomarker-Messungen (hauptsächlich Nüchternglukose und glykiertes Hämoglobin), sowohl zu Studienbeginn als auch während der Nachuntersuchung. Die Methodik zur Identifizierung von T2D-Fällen wurde in unserem Projekt bereits erfolgreich für Kohorten eingesetzt. In Schweden ist das Patientenregister seit 1987 vollständig abgedeckt, enthält jedoch erst seit 2001 umfassende ambulante Daten, und das Register für verschreibungspflichtige Arzneimittel wurde 2005 eingeführt. In Dänemark verfügen sowohl das Patientenregister als auch das Register für verschriebene Arzneimittel praktisch während der gesamten Nachbeobachtungszeit ihrer Kohorten über eine vollständige Abdeckung. Darüber hinaus gibt es in Schweden und Dänemark nationale T2D-Register, die jedoch während des größten Teils der Nachbeobachtungszeit keine umfassende Abdeckung bieten. Insgesamt fehlen einige Registerquellen zur Identifizierung von T2D-Fällen, vor allem für schwedische Kohorten im frühen Teil der Nachbeobachtungszeit. Sofern dies jedoch nicht mit den untersuchten Expositionen zusammenhängt, hat dies keinen Einfluss auf die Gültigkeit der Ergebnisse.

Anthropometrie: In einem Großteil der Kohorten wurden Messungen von Größe, Gewicht und Taillenumfang von ausgebildeten Krankenschwestern bei der Rekrutierung durchgeführt, während entsprechende Informationen in den übrigen Kohorten selbst gemeldet wurden. In zwei Kohorten wurden während der Nachbeobachtungszeit wiederholte Messungen durchgeführt, die eine longitudinale Beurteilung der anthropometrischen Merkmale ermöglichten. In den Mediationsanalysen werden Übergewichts-/Adipositasdaten, die auf anthropometrischen Informationen bei der Einstellung basieren, mit T2D-Vorfällen während der Nachuntersuchung kombiniert.

Klinische Biomarker und Messungen: Für fünf der schwedischen Kohorten liegen bei der Rekrutierung von Studienteilnehmern Informationen zum Blutdruck auf der Grundlage von Messungen durch geschultes Pflegepersonal sowie zu klinischen Biomarkern, einschließlich Serumglukose und Lipiden, vor. In der SNAC-K-Kohorte wurden von 2001 bis 2019 alle 3–6 Jahre Messungen des glykierten Hämoglobinspiegels (HbA1c) durchgeführt. Für SDPP-Teilnehmer wurden während der Nachuntersuchung zu drei verschiedenen Zeitpunkten orale Glukosetoleranztests durchgeführt. Die Biomarker-Informationen ermöglichen eine genaue Bestimmung von T2D und Prädiabetes unter Berücksichtigung der Behandlung und werden auch zur Validierung des Registers und der fragebogenbasierten Informationen verwendet, vor allem um den Grad der Unterdiagnose zu bestimmen.

Bevölkerungsbedingte Risiken: Die Risikobewertung basiert auf Schätzungen der Belastung der Bevölkerung durch Verkehrslärm und Berufslärm in den Einzugsgebieten der teilnehmenden Kohorten (Aarhus, Kopenhagen, Dänemark, Malmö, Stockholm und Uppsala) unter Verwendung der oben beschriebenen hochauflösenden Modellierungstechniken . Dies wird mit den im Projekt ermittelten Expositions-Reaktions-Funktionen kombiniert, um die Anzahl der T2D-Fälle abzuschätzen, die auf Transport- und Berufslärm zurückzuführen sind. Insbesondere werden die Fallzahlen im Zusammenhang mit Wechselwirkungen zwischen Verkehrslärm und Luftverschmutzung sowie mit beruflichen Belastungen bewertet.

Projektorganisation

Die am Projekt beteiligte Projektgruppe besteht aus Göran Pershagen (Professor am Institut für Umweltmedizin (IMM), Karolinska Institutet (KI), mit Schwerpunkt auf Lärm- und Luftverschmutzungsepidemiologie), Sofia Carlsson (außerordentlicher Professor und Dozent am IMM). , mit Schwerpunkt auf T2D-Epidemiologie), Petter Ljungman (außerordentlicher Professor am IMM und leitender Arzt in der Abteilung für Kardiologie, Danderyd Hospital, mit Schwerpunkt auf Luftverschmutzungsepidemiologie) und Mette Sörensen (leitende Forscherin bei der Dänischen Krebsgesellschaft und außerordentliche Professorin). , Abteilung für Naturwissenschaften und Umwelt, Universität Roskilde, mit Schwerpunkt auf Lärmepidemiologie). Darüber hinaus sind der Akustiker Mikael Ögren von der Universität Göteborg sowie Vertreter aller teilnehmenden Kohorten beteiligt. Für das Projekt wird ein Postdoktorand eingestellt.

Datenanalyse und Statistik

Zur Abschätzung von Expositions-Wirkungs-Beziehungen in gepoolten Analysen der neun Kohorten werden vor allem logistische und Cox-Regressionstechniken sowie die Bewertung von Splines verwendet. Es wird geschätzt, dass während der Nachbeobachtungszeit in den Kohorten insgesamt mehr als 15.000 neue T2D-Fälle entdeckt werden. Gewöhnliche Power-Analysen sind nicht aussagekräftig, da das Ziel ehrgeiziger ist als lediglich die Feststellung eines Risikounterschieds zwischen exponierten und nicht exponierten Personen, bei denen die statistische Power bei vernünftigen Annahmen 100 % beträgt. Das Hauptziel besteht darin, Expositions-Wirkungs-Funktionen für Verkehrslärm und T2D mit ausreichender Präzision abzuschätzen. Eine Studie zu Verkehrslärm und Schlaganfällen, die 11.000 Fälle umfasste und auf gepoolten Analysen der meisten unserer Kohorten basierte, zeigte schmale 95 %-Konfidenzbänder für die Risikoschätzungen innerhalb des Bereichs der üblichen Verkehrslärmbelastung, was darauf hinweist, dass die Studie groß ist ausreichend. Darüber hinaus werden Analysen von Wechselwirkungen durchgeführt, beispielsweise zwischen Verkehrslärmquellen und mit der Luftverschmutzung unter Verwendung von Wechselwirkungstermen und Schichtung. In allen Analysen fallen geschlechtsspezifische Ergebnisse an. Die umfangreiche Sammlung von Informationen zu Risikofaktoren für T2D ermöglicht eine sorgfältige Kontrolle von Störfaktoren. Insbesondere wird die Verwechslung durch sozioökonomische Faktoren auf der Grundlage sowohl individueller als auch kontextueller Daten bewertet, die die Wahl des Wohnsitzes beeinflussen könnten.

Eine kausale Mediationsanalyse wird verwendet, um die mögliche vermittelnde Rolle von Übergewicht/Adipositas im Zusammenhang zwischen Transport- oder Berufslärmbelastung und T2D-Inzidenz zu untersuchen. Es werden zwei Modelle entwickelt: ein logistisches Regressionsmodell für Verkehrslärmbelastung und Übergewicht/Fettleibigkeit und ein Cox-Proportional-Hazard-Modell für Lärmbelastung und Vorfall T2D, abhängig von Übergewicht/Fettleibigkeit, mit Kovariaten, die den prospektiven Analysen ähneln. Die Gesamtwirkung (die Auswirkung von Verkehrslärm auf den T2D-Vorfall), die direkte Wirkung (die von Übergewicht/Fettleibigkeit unabhängige Wirkung), die indirekte Wirkung (die der Auswirkung von Lärm auf Fettleibigkeit/Übergewicht zugeschriebene Wirkung) und der vermittelte Anteil (der Anteil von indirekter Effekt zu Gesamteffekt) berechnet. Ähnliche Mediationsanalysen werden für Schlafstörungen im Zusammenhang mit dem Zusammenhang zwischen Verkehrslärm und T2D durchgeführt.