Studio sull'uomo per sviluppare una firma dell'esposizione professionale ai gas di scarico diesel (DICE)

1. Scopo: oltre 100.000 dipendenti in Alberta sono inavvertitamente esposti ai gas di scarico diesel sul posto di lavoro a causa dell'ampio utilizzo di motori diesel nei veicoli e nelle macchine utilizzate nella costruzione di strade, autotrasporti, silvicoltura, estrazione di petrolio e estrazione di minerali. Sebbene il monitoraggio dell'aria ambiente dell'esposizione a DE esista in alcuni contesti professionali, il monitoraggio dell'aria ambiente dipende fortemente da modelli surrogati e può fornire un'immagine distorta dell'esposizione passata ai gas di scarico. Pertanto, è necessario un chiaro limite di esposizione basato sul biomonitoraggio per proteggere adeguatamente i lavoratori.
2. Obiettivo: La nostra ricerca mira a stabilire la relazione tra la concentrazione dell'esposizione e l'effetto biologico come ausilio alla determinazione degli intervalli di riferimento per l'esposizione accettabile.

3. Ipotesi e obiettivi:

   Ipotesi 1: l'inalazione di gas di scarico diesel (DE) provoca una produzione proteica caratteristica, in modo dose-dipendente.

   Obiettivo 1. Dimostrare, utilizzando un'analisi proteomica del siero e delle urine, una firma che aumenta acutamente in risposta a una gamma di concentrazioni di DE rilevanti dal punto di vista occupazionale.

   Ipotesi 2: l'inalazione di DE aumenta le concentrazioni di metaboliti di idrocarburi poliaromatici (PAH) nelle urine, in modo dose-dipendente.

   Obiettivo 2. Determinare l'intervallo di accumulo di metaboliti PAH nelle urine a seguito di un'esposizione acuta a un intervallo di concentrazioni di DE rilevanti dal punto di vista occupazionale.

   Ipotesi 3: l'inalazione di DE altera la risposta delle vie aeree a uno stimolo contrattile, in modo dose-dipendente, e tale alterazione è associata a cambiamenti nella firma combinata proteomica/PAH-metabolomica.

   Obiettivo 3: Determinare la pendenza dose-risposta alla metacolina, in risposta a un intervallo di concentrazioni di DE rilevanti dal punto di vista occupazionale, e correlare i cambiamenti in questa pendenza ai cambiamenti nelle proteine ​​e nei metaboliti.

   Inoltre, miriamo a stabilire la relazione tra una gamma di concentrazioni di esposizione DE controllata e la qualità del sonno e la respirazione nel sonno attraverso il componente del sottostudio.

4. Giustificazione:

   Il nostro lavoro informerà i responsabili delle decisioni e le parti interessate nella creazione di politiche basate sull'evidenza per limitare l'esposizione professionale ai gas di scarico diesel sulla base della biologia pertinente.

5. Metodo di ricerca:

   Questo è uno studio incrociato sull'esposizione umana randomizzato, in doppio cieco.

   Questo progetto mira a determinare i marcatori di esposizione DE che possono essere utilizzati in un contesto lavorativo. Pertanto, utilizzeremo una gamma di livelli di esposizione professionale per contestualizzare adeguatamente i nostri risultati. Per questo, 20 partecipanti sani saranno esposti a una condizione di controllo e 3 diversi livelli di concentrazione di DE, ciascuno per un periodo di 4 ore, in ordine casuale. Ogni esposizione sarà separata da un periodo di sospensione di due settimane. I livelli saranno DE titolati a 20, 50 e 150 ug/m3 PM2.5, e l'esposizione di controllo sarà aria filtrata (FA).

   I partecipanti saranno sottoposti a una sfida alla metacolina e forniranno campioni di urina e sangue prima e dopo l'esposizione per analizzare la funzione polmonare e le risposte biologiche.

   Se i partecipanti acconsentono alla partecipazione al sottostudio del sonno, durante le loro visite verranno forniti questionari aggiuntivi relativi alla loro qualità del sonno. Ai partecipanti verrà fornito un monitor del sonno Alice NightOne e istruzioni su come utilizzare l'apparecchiatura. Il monitor del sonno verrà collegato dal partecipante a casa quando sta per dormire, a seguito di un'esposizione, e monitorerà i propri schemi di sonno per quella notte.

6. Analisi statistica:

In primo luogo, saranno determinate le variazioni dei parametri clinici (metacolina PC20 e pendenza della risposta alla dose) e l'abbondanza di proteine ​​del sangue nel siero tra pre e post-esposizione. Questi valori "delta" saranno statisticamente confrontati tra le esposizioni utilizzando modelli di effetti misti lineari utilizzando il programma R, come delineato nelle nostre precedenti pubblicazioni da protocolli progettati in modo simile dal nostro gruppo. I valori di p <0,05 saranno considerati significativi in ​​tutto, con aggiustamenti per confronti multipli. Sebbene il periodo di washout di 2 settimane abbia lo scopo di ridurre al minimo la probabilità di effetti di trascinamento, lo valuteremo formalmente includendo un termine per l'ordine delle esposizioni nei modelli.

Le analisi per la componente del sonno saranno eseguite presso l'Ospedale di Ottawa e saranno completate attraverso un modello a effetti misti lineare o logistico, a seconda dei casi, utilizzando il programma R. Metodi simili ai dati raccolti dallo studio principale. L'interpretazione dei dati sarà completata attraverso un algoritmo software sul server locale.