LA METODOLOGIA SIVR PER I VALORI DI RIFERIMENTO IN MEDICINA OCCUPAZIONALE ED AMBIENTALE

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1 LA METODOLOGIA SIVR PER I VALORI DI RIFERIMENTO IN MEDICINA OCCUPAZIONALE ED AMBIENTALE M.C. Aprea, M.L. Scapellato, M.C. Valsania, A. Perico, L. Perbellini, M.C. Ricossa, M. Bettinelli, P. Apostoli

2 LA SOCIETA ITALIANA VALORI DI RIFERIMENTO Fondata nel 1993 attività culturali e scientifiche finalizzate all'acquisizione, all'apprendimento e alla diffusione delle conoscenze sui valori di riferimento degli inquinanti ambientali e occupazionali (VR)

3 I VALORI DI RIFERIMENTO Concentrazione (stimata) di una sostanza chimica o di un suo prodotto di trasformazione nei materiali biologici della popolazione generale non professionalmente esposta possibilmente in relazione con le fonti di esposizione ambientali (indoor, outdoor, alimentari, voluttuarie) I livelli misurati non sono associabili ad effetti avversi sulla salute a meno di studi specifici sulle relazioni dose-effetto alle concentrazioni riscontrate. Finding a measurable amount of... in blood or urine does not imply that the levels of cause an adverse health effect. Biomonitoring studies on levels of provide physicians and public health officials with reference values so that they can determine whether people have been exposed to higher levels of than are found in the general population. Biomonitoring data can also help scientists plan and conduct research on exposure and health effects (CDC, 2012).

4 LA TIPOLOGIA DI SOSTANZE O COMPOSTI DI INTERESSE Fisiologicamente presenti nell organismo i livelli sono la risultante o della sola "base-line concentration" derivante da processi fisiologiciomeostatici, o della somma di questa con la "quota" ascrivibile all'esposizione ambientale Estranei all organismo (xenobiotici) non dovrebbero essere presenti e quindi misurabili nelle matrici biologiche. I livelli che riscontriamo derivano dall ampia ecodispersione, dalla persistenza e dalla capacità di misurare fortemente incrementata (fg/l o g/l) prevalentemente

5 UTILITA IN CAMPO AMBIENTALE Esplorare le relazioni tra uomo, ambiente ed abitudini di vita: valori di riferimento ambientali a alimentari (dosimetria individuale) Base di studi longitudinali tesi ad evidenziare cambiamenti nell'ambiente. Stabilire sottogruppi della popolazione generale, in base a luogo di residenza, dieta, abitudini voluttuarie, ecc.

6 STUDIO MULTICENTRICO N = 89 Hg (microgrammi/g creat) Media geometrica N = 100 N = 98 N = 96

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8 STUDIO MULTICENTRICO Media geometrica microgrammi/g creat Influenza di: genere, residenza, dieta, bevande

9 Intensità radiazione solare sembra Incrementare i livelli di benzene aerodisperso BENZENE URINARIO MG, toscana meridionale (ng/l)

10 STUDIO MULTICENTRICO STUDIO MULTICENTRICO

11 STUDIO 1 - CASISTICA E RISULTATI N. Campioni Età Provenienza Casistica urbana Pavia, Torino, Trento, Verona Casistica rurale Rovescala (trattamenti aerei) ETU (µg/l) Popolazione %Pos MG Max Urbana Rurale Variabili a significativa influenza sui livelli di ETU in urina: Consumo di vino (ETU 5-10 µg/l) Abitudine al fumo di tabacco (ETU 8-27 ng/sigaretta)

12 STUDIO 2 - CASISTICA E RISULTATI N. Campioni Età Provenienza campione volontari NF stessa dieta per 8 giorni: giorni 1, 2, 6, 7 no vino, vegetali, frutta giorni 3, 4, 5, 8 si vino, vegetali, frutta

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14 ALCHILFOSFATI, METABOLITI DEGLI INSETTICIDI ORGANOFOSFORICI

15 UTILITA IN AMBITO OCCUPAZIONALE I VR rappresentano i livelli inferiori a cui tendere in ambito professionale: fondamentali per sostanze per le quali non è definito: un valore soglia di tossicità (teratogene, mutagene cancerogene) un valore limite (VL) occupazionale. Insieme ai VL (ambientali e biologici) per gli ambienti di lavoro rappresentano un sistema integrato di valori guida per orientare l'attività di prevenzione.

16 ESPOSIZIONE/ASSORBIMENTO DI ENTITA DIVERSA IN BASE ALL AMBIENTE DI RIFERIMENTO Campo specifico di pertinenza del VR Contributo interpretativo Ambiente di vita (outdoor, abitazioni, uffici, scuole, asili, edifici pubblici, strutture sanitarie, dieta) Ambiente di lavoro ORE 6-8 ORE 24 ORE

17 APPLICAZIONI Il confronto dei risultati sui lavoratori con i VR indica l'esposizione lavorativa ma non se l'ambiente di lavoro è accettabile: Il giudizio è complesso (confronto con VL, introduzione di modifiche impiantistiche o DPI) Devono essere tenuti in considerazione i fattori di confondimento noti (questionario). Confronto tra popolazioni omogenee di solito distribuite in maniera log-normale (in igiene industriale si usa spesso la trasformazione logaritmica per normalizzare i dati). Confronto con un valore individuale basale raccolto prima dell inizio del monitoraggio.

18 CANCEROGENI - BENZENE BENZENE URINARIO non fumatori inverno BENZENE CAMPIONAMENTI PERSONALI DI ARIA

19 ASSENZA DI VALORE LIMITE BIOLOGICO Escrezione urinaria di etilentiourea (microgrammi/l) in addetti al trattamento della vite con mancozeb (MEDIA GEOMETRICA) Casco o maschera + tuta di Tyvek o cotone Valore di riferimento 0.8 microgrammi/l (MG)

20 LA POPOLAZIONE DI RIFERIMENTO E stabilita di solito a priori: fattori di inclusione/esclusione per ridurre la variabilità Le variabili che possono influenzare i dati devono essere investigate attraverso questionari specifici Deve essere standardizzato il momento di raccolta del campione (seconda urina del mattino per evitare l urina concentrata della notte influenzata dalla introduzione di xenobiotici con gli alimenti)

21 esempi Fattori di esclusione Abitudine al fumo di tabacco Attività lavorativa Età (periodo lavorativo a meno di valutazioni specifiche) Variabili questionario (ad hoc per ogni xenobiotico oltre a quelle generiche) Attività fisica (inquinanti aerodispersi indoor e outdoor) Esposizione paraoccupazionale Traffico nei pressi dei luoghi di vita (abitazione e lavoro) Fiori recisi, piante ornamentali, animali domestici Medicine alternative, protesi, bruxismo, liquidi per lenti a contatto (fonti di alcuni metalli) Cibo e bevande

22 STANDARDIZZAZIONE Prerequisiti per attribuire significato ai dati Esistenza di metodi di analisi sensibili Conoscenza della tossicocinetica dei composti studiati Fattori metodologici Preanalitici (campionamento, trasporto, conservazione) Contenitore (cessione o assorbimento), conservativi e anticoagulanti (contaminazione), schermatura dalla luce Analitici (strumenti, metodi, controllo qualità del dato) Analisi statistica (distribuzione log-normale) OBIETTIVO Controllare e ridurre al minimo i fattori di variabilità tecnica (rumore di fondo) e mantenere la variabilità biologica per esprimere i dati in funzione della popolazione studiata

23 METODI DI ANALISI Dosaggio di basse concentrazioni (LOQ parametro fondamentale) metodiche complesse (idrolisi acida/enzimatica, estrazione, purificazione, concentrazione, derivatizzazione, prima dell analisi con strumenti ad elevata specificità e sensibilità) Mancanza di metodi ufficiali (uso di metodi interni) (circuiti interlaboratorio predisposti in ambito SIVR per assicurare la comparabilità dei dati prodotti da più laboratori) L incertezza estesa è il parametro caratterizzante

24 Metodiche complesse.. COSTI MOLTO ELEVATI Circa 100 euro a campione per un metabolita organico o per analisi multielemento in matrici biologiche Circa 1000 euro a campione per miscele complesse (diossine o PCB) SCARSO NUMERO DI LABORATORI CHE EFFETTUA TALI TIPI DI ANALISI Riduzione al minimo del numero di campioni

25 ANALISI STATISTICA DATI QUANTITATIVI Suddivisione in sub-campioni (se applicabile) sulla base dell esposizione per ridurre la variabilità dei dati (residenza urbana/rurale, fumatori/non fumatori, alimentazione biologica/convenzionale). Descrizione della distribuzione dei dati omogenei (test di normalità K-S sui dati tal quali e trasformati). Identificazione di outliers e approfondimento Definizione del numero di dati <LOQ e loro trattamento nel calcolo (Rapporti ISTISAN 04/15, Suppl. n.3, 2004). Descrizione sintetica dei dati (min-max, percentili, indice di tendenza centrale e variabilità dei dati). ANOVA e regressione multipla per definire le variabili a significativa influenza sui dati (modello).

26 LA NUMEROSITA DEL CAMPIONE Tutte le valutazioni statistiche dipendono dalla numerosità del campione almeno 40 campioni per ogni variabile per stabilire gli estremi di riferimento (almeno 10 campioni per ogni covariata che entri nel modello di regressione) Comparazione dei valori con l intero intervallo ridotto in maniera arbitraria al 5 th -95 th percentile. Definiti raramente gli intervalli di confidenza dei parametri descrittivi (NHANES Sample Design 2007/ CDC - Vital and Health Statistics, series 2, number 160, August 2013)

27 Tre categorie di VR VR: valore di riferimento SIVR prodotto in ambito SIVR con la metodologia SIVR TVR: tentativo di valore di riferimento prodotto da uno o più laboratori anche al di fuori dell ambito SIVR e proposto a SIVR LVR: valore di riferimento basato su dati pubblicati letteratura degli ultimi 5 anni dati preferibilmente riferiti alla popolazione italiana o europea non applicato fino a questo momento il concetto di trasferibilità

28 LA METODOLOGIA SIVR Fase 1 - identificazione degli analiti Fase 2 - esame critico dei dati di letteratura Fase 3 - valutazione delle tecniche analitiche disponibili (particolare riferimento a LOD e LOQ) Fase 4 - studio e controllo dei fattori preanalitici Fase 5 - identificazione del metodo di analisi, attivazione di circuiti interlaboratoriali tesi ad identificare i laboratori che possono partecipare alla definizione dei VR Fase 6 - identificazione delle variabili significative, dei fattori di esclusione e del questionario Fase 7 - identificazione della popolazione e campionamento Fase 8 - analisi statistica dei dati

29 PRESENTAZIONE DI PROPOSTE DI VR Parametri statistici descrittivi (mediana, media geometrica, minimo-massimo, percentili) Laboratori partecipanti alla sperimentazione Pubblicazioni prodotte o esaminate Parametri importanti per l identificazione dei dati (zona, metodo di campionamento, tecnica di analisi) Fattori di variabilità Dettagli tecnici e scientifici a supporto dei dati Una commissione SIVR esamina la documentazione sulla base di check lists definite a priori La decisione finale spetta al consiglio direttivo

30 LA LISTA SIVR ATTUALE disponibile sul sito web per i soci SIVR Quadri sinottici per elementi o composti organici e loro metaboliti in urina, sangue, siero 5 th -95 th percentile e indici di tendenza centrale disponibili (mediana, MG) con eventuali subcampioni individuati sulla base di fattori significativi Fattori di variabilità che influenzano i dati Dal 2011 scheda riassuntiva sull origine dei dati, anch essa disponibile sul sito web per i soci In totale circa 120 VR

31 LA LISTA SIVR estratto ELEMENTI IN URINA Dati totali (sub campione) Fattori di variabilità UM 5 th - 95 th percentile Tipo VR 5 th - 95 th percentile MG Cd (*) R, F, G, E, ANT µg/l 0,1-1,5 TVR 0,1-1,5 NF F ,25 NF 0,25 F 0,35 Hg tot D, M, E, G, R, PRD, ANT µg/l 0,1-4,5 SIVR 0,1-5,0 1,5 media Pb R, Al, E, G, M µg/l <0,5-3,5 LVR 0,01-2,0 0,55 mediana (*) valore fortemente influenzato dal fumo di tabacco

32 PROGETTI IN CORSO Produzione di VR: Circuiti interlaboratorio elaborazione con analisi robusta (ISO ) seguendo la raccomandazione della ISO/FDIS Statistical methods for use in proficiency testing by interlaboratory comparisons. Calcolo media e scarto tipo robusti, Z-score sulla base di un CV% definito dagli organizzatori. Stesura di metodi SIVR per elementi in urina mediante ICP-MS, con incertezza stimata. Pubblicazione VR elementi nell urina della popolazione generale italiana con valutazione della variabilità intra- e inter-individuale. Migliore standardizzazione delle procedure di produzione e aggiornamento della lista Revisione dei valori e dei fattori di variabilità Eliminazione analiti obsoleti e introduzione nuovi

33 PROGETTI FUTURI Definizione dei VR in matrici biologiche diverse da quelle considerate: capelli, unghie, tessuto adiposo, aria espirata, ecc. Definizione separata di valori di riferimento per i bambini a causa della possibile maggiore esposizione di questi rispetto agli adulti. Approccio multivariato per xenobiotici che possono avere una origine comune

34 GRAZIE PER L ATTENZIONE CONSIGLIO DIRETTIVO M.C. Aprea - Siena (presidente), M. Bettinelli - Piacenza (past president), L. Perbellini - Verona (vice presidente), M.C. Valsania - Torino (segretario) Membri S. Negri - Pavia, A. Perico - Firenze, M. Pradella - Asolo, M.C. Ricossa - Brescia, M.L. Scapellato - Padova