Ilmatietulehdus piikarbidin jalostusteollisuuden työntekijöiden keskuudessa

Aiheuttaako aerosoleille altistuminen hengitysteiden tulehdusta ja/tai systeemistä tulehdusreaktiota piikarbidin (SiC) jalostusteollisuuden työntekijöissä?

Toistaiseksi ei ole raportoitu ihmisillä tehtyjä tutkimuksia, joissa kuvattaisiin piikarbidia ja/tai PEG:tä sisältävän lietteen kierrätyksen aikana aiheutuvia terveysvaikutuksia. On kuitenkin olemassa useita tutkimuksia, jotka voivat olla merkityksellisiä ja jotka arvioivat muiden hiukkasten terveysvaikutuksia. On osoitettu, että pienet hiukkaset tunkeutuvat syvemmälle keuhkoihin kuin suuret hiukkaset ja niillä on siten voimakkaammat ärsyttävät ominaisuudet [2]. Tulokset kahdesta kokeellisesta tutkimuksesta, joissa vaikutusmuuttujia olivat keuhkojen toiminta, elinten painot ja bronko-alveolaarisen huuhtelun (BAL) ominaisuudet [3, 4], osoittavat, että piikarbidipöly ja itse PEG ovat todennäköisesti suhteellisen inerttejä. Kolmannessa tutkimuksessa kuitenkin osoitettiin, että piikarbidihiukkaset voivat stimuloida testisoluja (hiiren makrofagisolulinja ja ihmisen osteoblastien kaltainen solulinja) tuottamaan tulehduksellisia signaaliaineita (tuumorinekroositekijä (TNF)-alfa), mikä viittaa mahdolliseen tulehdusvasteet keuhkoissa [5]. Lisäksi uskotaan, että sisäänhengitetyn pölyn kokonaismäärä on tärkeä ("ylikuormitus"), vaikka itse aine olisi suhteellisen inertti [6]. Toistuvat korkeat altistukset (huiput) voivat toimia vahvistavana tekijänä.

Koska aikaisempia tutkimuksia on vähän ja saatavilla olevat tiedot ovat ristiriitaisia, tarvitaan lisää tietoa terveysvaikutusten ja hiukkasille altistumisen välisestä yhteydestä yleensä ja erityisesti piikarbidin jalostusteollisuudessa.

Hypoteesimme on, että hengitysteiden tulehdus voi johtua altistumisesta piikarbidihiukkasille, ja se olisi todennäköisesti havaittavissa lisääntyneinä tulehdussolujen ja liukoisten tulehdusmerkkiaineiden pitoisuuksina ysköksessä ja verinäytteissä tupakoimattomilta, oireettomilta työntekijöiltä.

Tämän työpaikalla piikarbidipölylle altistuneita työntekijöitä koskevan tutkimuksen ensisijaisena tavoitteena on selvittää, liittyykö tämä altistuminen tulehduksellisiin muutoksiin keuhkoissa.

Toissijaiset tavoitteet ovat:

• tutkia mahdollisia muutoksia systeemisissä tulehdusmarkkereissa ja
• tutkia keuhkojen toiminnan muutoksia piikarbidia prosessoivien työntekijöiden keskuudessa kolmen vuoden aikana.

Mahdollisia muutoksia keuhkojen toiminnassa seurataan spirometriamittauksilla (tutkimus A). Hengitysteiden tulehdusvasteita ja muutoksia kiertävissä tulehdusmarkkereissa arvioidaan tutkimalla indusoituneita yskösnäytteitä ja verinäytteitä työntekijöiden alaryhmässä (tutkimus B).

Yleinen arvo Tutkimuksen tärkeä tavoite on tarjota tietoa, joka voi olla tärkeää työntekijöille, jotka altistuvat hiukkasille ja aerosoleille piikarbidin jalostusteollisuudessa tai muilla piikarbidia ja/tai PEG:tä käsittelevillä teollisuudenaloilla. Tutkimus voi olla merkityksellinen myös muiden teollisuudenalojen työntekijöille, joilla on pölyinen ympäristö mahdollisten "ylikuormitusmekanismien" vuoksi. Tutkimus voisi mahdollisesti myös tarjota lisätietoa vastaaville hiukkasille altistumisen vaikutuksista esimerkiksi ilmansaasteista. Koska harvat aikaisemmat tutkimukset ovat käyttäneet indusoitua ysköstä tulevaisuuden suunnittelussa, tällaiset tutkimukset ovat erityisen kiinnostavia.

Jos tässä tutkimuksessa osoitetaan varhaisia ​​merkkejä keuhkotulehduksesta tai keuhkojen toiminnan heikkenemisestä, on tarpeen toteuttaa lisätoimenpiteitä pölytason vähentämiseksi tällä alalla; esimerkiksi prosessien sulkemisen kautta. Tutkijat uskovat, että tämän tutkimuksen tulokset yhdessä olemassa olevan tiedon kanssa työperäiseen hiukkasaltistukseen liittyvistä tulehdusvaikutuksista voivat olla merkityksellisiä kroonisten hengitystiesairauksien ehkäisyssä.

III - Tutkimuksen suunnittelu ja menetelmät Tutkimuspopulaatio Tässä tutkimuksessa aerosoleille altistumisen vaikutuksia hengitysteiden tulehdukseen ja systeemiseen tulehdukseen tutkitaan spirometrian, FeNO:n, indusoidun ysköksen ja verinäytteiden avulla kolmen vuoden ajan.

Tutkimus A: Koko työntekijäryhmä täyttää hengitystieoireita koskevan kyselylomakkeen, ja niille tehdään spirometria lähtötilanteessa ja uudelleen 3 vuoden kuluttua. Kaikkiin entisiin työntekijöihin otetaan yhteyttä ja heitä pyydetään täyttämään kyselylomake, jossa arvioidaan niiden työntekijöiden osuutta, jotka irtisanoutuvat terveysvaikutusten vuoksi (tai osittain). Nämä työntekijät kutsutaan myös keuhkojen toiminnan tutkimukseen (spirometria). Tällä varmistetaan, että kaikki koskaan työssä olleet työntekijät sisällytetään tutkimuspopulaatioon.

Tutkimus B: Tupakoimattomista koostuvaa alaryhmää seurataan lisäksi verinäytteillä, indusoiduilla ysköksillä ja altistusmittauksilla 6 kuukauden välein saman ajanjakson aikana.

Kontrollit: Altistuneita koehenkilöitä verrataan ei- tai heikosti altistuviin henkilöihin (hallinnolliset/toimistotyöntekijät). Prospektiivisen tutkimuksen lisäksi tutkijat vertaavat ysköksestä ja verinäytteistä saatuja lähtötilannelöydöksiä jo vakiintuneiden ulkoisten kontrolliryhmien tuloksiin aiemmista terveistä ei-altistuneista työntekijöistä ja samalta maantieteelliseltä alueelta peräisin olevilta sementin tuotantotyöntekijöiltä [7] .

Altistumis-vaste-analyysit: Työntekijät jaetaan ryhmiin, joilla on erilaiset altistustasot, jotta voidaan tutkia mitattujen tekijöiden altistus-vastesuuntauksia altistuneessa väestössä (tämä malli on vähemmän herkkä valintavaikutuksille).

Perustutkimukset toistetaan kaikille aiheille ja yskösalaryhmälle. Yksityiskohtaisiin, validoituihin kyselylomakkeisiin kirjataan sairaushistoria, asiaankuuluvat sairaudet, lääkkeiden käyttö, ammattihistoria sekä nykyiset altistukset.

Spirometria mahdollistaa keuhkojen toiminnan rekisteröinnin ja FeNO-mittaukset mahdollisen hengitystietulehduksen seurannan.

Altistumismittausten keräämiseen lähtötilanteessa ja seurannassa (3 vuotta) sovelletaan ryhmäkohtaista strategiaa koehenkilöille, jotka eivät ole mukana tutkimuksen yskösosassa.

Indusoitua ysköksen keräämistä käytetään mahdollisten muutosten havaitsemiseksi tulehdussoluissa ja hengitysteistä tulevissa liukoisissa markkereissa.

Verianalyysissä tutkitaan mahdollisia muutoksia kiertävissä tulehdusmarkkereissa ja niiden yhteyttä altistumiseen.

Kaikki ysköksen alaryhmän osallistujat suorittavat yksilöllisen altistuksen mittauksen.

Työntekijät, jotka lähtevät kohortista, antavat tietoja työskentelyn aikana (määritelty riskiajaksi), ja tehdään keskeytystesti sen selvittämiseksi, onko heillä ollut työhön liittyviä hengitystieoireita tai -sairauksia. Uudet työntekijät otetaan mukaan tutkimusjakson aikana ja heille määrätään altistumisaikaa vastaava riskiaika.

Altistumisen mittaus ja arviointi Pöly-/aerosolinäytteet kerätään käyttämällä rintakehän ja sisäänhengitettäviä hengitettäviä sykloneita keuhkoputkiin ja keuhkorakkuloihin kertyvän annoksen arvioimiseksi.

Validiteetti Tekijät, jotka voivat vaikuttaa keuhkojen toimintaan ja ysköksen tulehdusmarkkereihin Ikä, pituus, BMI ja sukupuoli kirjataan tutkimusta varten. Korkeus metreinä syötetään tietokoneohjelmaan spirometria-arvojen laskentaa varten. Paino (painoindeksi) vaikuttaa keuhkojen toimintaan ja se mitataan ennen tutkimusta. Tutkijat kirjaavat myös mahdolliset akuutit hengitystieinfektiot edellisten 12 kuukauden ajalta. Ylempien hengitysteiden infektio kolmen edellisen viikon aikana voi vaikuttaa tulehdussolujen ja markkerien määrään ysköksessä.

On mahdollista, että hyvin varhaiset tulehdusvaikutukset näiden työntekijöiden keskuudessa voitaisiin onnistua sopeuttamalla ja siten vähentämällä vaikutuksia. Tässä tapauksessa tulehdusvaste jossain vaiheessa työskentelyn jälkeen voi olla pienempi kuin aluksi havaittiin. Tämä voi johtaa vaikutusten aliarvioimiseen. Tutkijat katsovat, että dynaaminen kohorttisuunnittelu, joka sisältää vain tällä alalla ensimmäistä kertaa alttiina olevat kohteet, ei ole mahdollinen. Kolmen vuoden seurantaa pidetään kuitenkin riittävänä kliinisesti merkittävien muutosten havaitsemiseksi. Tämän tutkimuksen kohortilla on myös suhteellisen lyhyt aikaisempi työsuhde alalla, koska tehtaat avattiin vuosina 2006 ja 2009. Kaikkien työntekijöiden spirometriaseulonta, joka tehdään ensimmäisten työpäivien aikana paikallisissa terveyspalveluissa, on saatavilla. Näitä verrataan lähtötilanteen tallenteisiin mahdollisten vaikutusten arvioimiseksi ennen sisällyttämistä tähän tutkimukseen.

Tilastollinen analyysi ja tutkimusteho

Tutkittavat assosiaatiot ovat yksittäisiä muutoksia vaikutusmuuttujissa:

• suuntaus tutkimusjaksolla (tutkimus A: lähtötaso ja 36 kuukautta koko työntekijäryhmälle; tutkimus B yskösalaryhmälle: lähtötaso, 6, 12, 24 ja 36 kuukautta) ja
• altistuneiden ja kontrollien (altistuneita ja altistumattomia/hallintohenkilöstöä/toimistotyöntekijöitä) välillä lähtötilanteessa ja trendien erot tutkimusjakson aikana.

T-testejä käytetään tapausten ja kontrollien vertailuun lähtötilanteessa normaalijakautuneiden muuttujien osalta ja Mann-Whitneyn testiä ei-normaalijakautuneiden muuttujien osalta. Jos suoritetaan useita testejä, ANOVA- ja Kruskal-Wallis-testejä sovelletaan ennen parivertailuja yleisen merkitsevyystason määrittämiseksi.

Useita regressiomalleja, joissa on mukautuksia iän, sukupuolen, tupakointitottumusten ja muiden olennaisten tekijöiden mukaan kunkin analyysin osalta, sovelletaan, kun oikaistaan ​​muita tekijöitä lähtötilanteessa.

Toistettujen mittausten analysointiin käytetään yleisiä lineaarisia malleja (GLM) ja sekamalleja.

Teholaskelmat perustuvat kliinisesti mielenkiintoisiin eroihin neutrofiilien prosenteissa ja spirometriassa. Tutkimus on suunniteltu sisältämään vähintään 20 osallistujaa kussakin ryhmässä 90 prosentin tehoarvion perusteella, joka olettaa 95 prosentin merkitsevyystasolla, jotta voidaan havaita todellinen, vähintään 16 prosentin ero neutrofiilien prosenttiosuudessa kahden testin välillä. Teholaskenta FEV1:lle ja FVC:lle % ennustetusta: jos tavoitteena on havaita 1,5 % ero ennustetussa FEV1:ssä ja FVC %:ssa, niin 5 %:n keskihajonnalla näytteen tulee koostua 117 henkilöstä kussakin ryhmässä. Tämä varmistaa 90 %:n tehon eron havaitsemiseen 5 %:n merkitsevyystasolla.

Tupakoimattomien vastausprosentin odotetaan mahdollistavan noin 40 työntekijän ja 20 altistumattoman työntekijän sisällyttämisen tutkimuksen yskösosaan (tutkimus B). Teholaskelmien, aikaisemman kokemuksen ja julkaistujen tutkimusten perusteella tämä riittää havaitsemaan odotetun suuruisen kehityksen eron näiden kahden ryhmän välillä. SiC I:ssä ja II:ssa (sisällytetään tutkimukseen A) työskentelee yhteensä 150 työntekijää. Glomfjordin (Nordland) piikarbidinkäsittelyn työntekijät on suunniteltu otettavaksi mukaan, jos Porsgrunnin otoskoko ei ole riittävä. Altistumattomien työntekijöiden riittävän määrän varmistamiseksi rekrytoidaan tarvittaessa valvontaa viereisellä Renewable Energy Corporationin (REC) tehtaalla. REC-tehdas aloitti tuotannon suunnilleen samaan aikaan ja työvoimaa on samanlainen kuin tutkimusryhmässä.

VI - Eettiset näkökohdat Tutkimuksen tarkoitus ja käytetyt menetelmät eivät ole yleisesti hyväksyttyjen eettisten arvojen vastaisia. Projektiin osallistuminen on vapaaehtoista. Biologisen materiaalin ja tiedon kerääminen tapahtuu osallistujien suostumuksella. Kaikki osallistujat allekirjoittavat suostumuslomakkeet saatuaan kirjallisen tiedon kyselystä. Osallistujilla on milloin tahansa mahdollisuus peruuttaa tutkimuksesta syytä ilmoittamatta.

SIC-käsittelyn kanssa tehdyn sopimuksen mukaisesti tutkija ja projektiryhmä voivat vapaasti julkaista tutkimuksen tulokset. Hanke ei ole taloudellisesti riippuvainen teollisuuden avustuksista, ja hankkeen teollisuuden (SIC) rahoitus rajoittuu altistumisen seurantaan.