Biologisk monitorering Beste praksis

Transkript

1 Biologisk monitorering Beste praksis Skaper, bruker og formidler kunnskap om arbeid og helse Forskningsdirektør Prof. Pål Molander 1,2 1 Statens arbeidsmiljøinstitutt (STAMI) 2 Kjemisk institutt, Universitetet i Oslo Seminar om Biologiske eksponeringsindikatorer - praksis, jus og etikk Statens arbeidsmiljøinstitutt

2 Kjemisk arbeidsmiljø Omstridt faktagrunnlag Ca dødsfall årlig i Norge kan relateres til arbeidsmiljøfaktorer (ca. 50 arbeidsulykker) (Atil). I Finland: ca (4% av alle dødsfall, tilskrivbar risiko 7 (10/2)%). Atil estimerer at minst 500 dødsfall årlig skyldes kjemisk arbeidsmiljø Kreftregisteret estimerer ca. 350 kreftdødsfall skyldes kjemisk arbeidsmiljø ILO estimerer 359 årlige dødsfall i Norge pga. kjemisk arbeidsmiljø SSB levekårsundersøkelse 2006: 8% av arbeidsstokken oppgir at de blir yrkeseksponert for kjemikalier (ca ), i enkelte yrker opp til 40% To myndighetsrapporter er nylig blitt fremlagt: Pilotprosjekt Kjemisk arbeidsmiljø i petroleumssektoren (Ptil) Kjemikaliekampanjen (Atil) Hovedbudskap: Kunnskapen om eksponeringsforhold (kjemiske) i norsk arbeidsliv er begrenset Bare 25% av bedriftene i utvalgte bransjer med kjemisk eksponering har gjennomført en (god nok) lovpålagt risikovurdering 2

3 Kjemisk arbeidsmiljø Omstridt faktagrunnlag European Agency for Occupational Health and Safety at Work (Bilbaoinstituttet): Estimert 2,3 millioner arbeidsrelaterte dødsfall i verden årlig, hvorav ca er i Europa (ca. 200 millioner sysselsatte i Europa) Ca ulykker arbeidsrelatert sykdom relatert til yrkeseksponering for helseskadelige kjemikalier I Norge ca arbeidsrelaterte dødsfall årlig (ca. 4%, 359 pga. kjemiske forb.) EU: 1 arbeidsrelatert dødsfall hvert 3,5 minutt Internasjonale studier: Ca. 15% av astma, kronisk obstruktiv lungesykdom (KOLS) og lungekreft, samt ca. 17% av alle hjerte/karsykdomsdødsfall har sin bakgrunn i det kjemiske arbeidsmiljøet (menn) 3

4 Hvor mange kjemikalier har vi? I følge CAS finnes det over unike kjemiske stoffer REACH: Forventes innmelding av stoffer innen 2018 Artikkel i Nature (2009) estimerer at det finnes mellom og kjemiske stoffer som bør innmeldes til REACH SFTs stoffliste over farlige kjemiske stoffer: Ca stoffer Arbeidstilsynets administrative normer: Ca. 600 stoffer Norge: Ingen biologiske grenseverdier for arbeidsmiljø (med unntak av bly) På det internasjonale markedet finnes det analyselaboratorier som tilbyr validerte biomonitoreringsmetoder for ca. 100 kjemiske forbindelser; for det meste metaller, organiske forbindelser inkl. løsemidler (IFKAN, 2009) 4

5 Hvor mange kjemikalier har vi? Andel deklarasjoner helsefarlige Ca (35.000) produkter Ca kjemiske stoffer Ca. 70 meget giftig Ca giftig Ca irriterende Ca allergifremkallende Ca kreftfremkallende Ca 500 reproduksjonsskadelige Ca arvestoffskadelige Ca helskadelige 5

6 Risikovurdering NAS, US

7 Konsentrasjon, mg/m^3 Tradisjonelle yrkeshygienisk målinger Direktevisende Prøvetaking Indirekte målinger Prøveopparbeidelse og analyse Respirabel Torakal Inhalerbar :55:12 9:07:12 10:19:12 11:31:12 12:43:12 13:55:12 15:07:12 Tidspunkt 7

8 Biologisk monitering Albertini et al., Mutation Research, 2001, ,

9 Formål med eksponeringsmålinger Personlige eksponeringsmålinger og biologisk monitorering er komplementære prosedyrer som brukes til å: Forhindre yrkessykdom ved å identifisere potensialet for inhalasjon og absorpsjon av toksiske kjemikalier i forkant av evt. debut av alvorlig helseskade Vurdere helserisiko for arbeidstakere (når konsentrasjoner og/eller sammensetning av fremmedstoffer i arbeidsatmosfæren er ukjent) Evaluere effektiviteten av arbeidsmiljøtiltak/intervensjoner, eksempelvis personlig verneutstyr eller teknologiendringer Løpende kontroller Som et ledd i epidemiologiske undersøkelser eller yrkeshygieniske kartlegginger 9

10 Biomonitering Best practice Det finnes intet internasjonalt regelverk for dette Det finnes intet nasjonalt regelverk for dette Mange organiasjoner har har foreslått guidelines for biomonitorering Prosedyrer Verdier for biomarkørkonsentrasjoner (Biological exposure index (BEI)) Et omfattende og tidkrevende arbeid å etablere BEI for et stoff (yrkeshygienisk/epidemiologiske undersøkelser) Ikke tilgjengelig for mange stoffer; forskjellig regelverk (og verdier) fra land til land Biologisk relevans er viktig Reduserte eksponeringsnivåer i arbeidslivet gjør dette vanskeligere (ikke like tydelige helseeffekter) 10

11 Biomonitering Best practice Når du ikke har en BEI å forholde deg til. Kilde: DCEP, Government of Western Australia,

12 Biomonitoreringsprosessen Kilde: IFKAN

13 Biomonitorering - yrkesetikk Manglende regelverk: Arbeidsmedisinsk ansvarsområde? Yrkeshygienisk ansvarsområde? Analytisk-kjemisk ansvarsområde? Arbeidsgiver? Arbeidstager? 13

14 Fordeler biomonitorering Biomonitering gir et mål på opptak fra alle ruter Ofte godt mål for å vurdere grupper av arbeidstakere Kan ofte si noe mer om helsefare enn generelle luftnivåer Enkelt å utføre Stadig økende tilgang på analytisk-kjemiske metoder Billig Kan måle på mange ting samtidig 14

15 Begrensninger biomonitorering Individer har forskjellig toksikokinetikk/dynamikk, hvilket ofte begrenser verdien av biomonitering på individnivå Kan forstyrres av bakgrunnsnivåer (kosthold, geografi, miljø) Få etablerte BEI sammenlignet med luftverdier Stor kunnskapsmangel om biologisk relevans for mange kjemiske forbindelser Krever større faglig innsikt i forsøksdesign og datatolkning; Komplekse mekanismer 15

16 Biomonitorering Analytisk kjemi Organiske, uorganiske og biologiske eksponeringer Eksempler på instrumentelle anlytiske analyseteknikker: Organisk - Separasjonsteknikker - Spektroskopi - Massepektrometri - Ekstraksjonsprinsipper - Immunoassays Uorganisk - Spektroskopi - Massespektrometri - Elektroanalytiske metoder - Radiokjemiske metoder Væskekromatografi (HPLC) Gasskromatografi (GC) Superkritiskfluidkromatografi Kapillær elektrokromatografi (CEC) Kapillær elektroforese (CE) 16

17 Biomonitorering - Kromatografi Flyktige forbindelser: Ikke-flyktige forbindelser: Gasskromatografi (GC) Væskekromatografi (HPLC) Paradigmeskifte på midten av 1990-tallet: Kommersiell LC-MS (væskekromatografi koplet til massespektroskopi) 17

18 Biomonitorering - LC-MS Multiple choice LC Ionization Mass analyzer RP ESI Q NP APCI QqQ IC APPI TOF SEC MALDI qtof (CE/CEC) ICP IT 18

19 Biomonitorering - LC-MS 19

20 Miniatyrisert LC-MS Lavere fortynning Lavere deteksjonsgrenser 20

21 Biomonitorering av uringprøve hos servitør - Kotinin LC-UV LC-MS 21

22 Biomonitorering av uringprøve hos servitør - Kotinin LC-ESI-MS/MS Røyker: µg/g kreatinin Passiv røyker: µg/g kreatinin Relative abundance m/z 177 m/z 80 TIC 2.41 x 10 6 Relative abundance m/z 177 m/z 80 TIC 1.11 x Retention (min) Retention time (min) 22

23 Ytre miljø vs. arbeidsmiljø? Forskjellig risikoforståelse? 23

24 Ytre miljø vs. arbeidsmiljø? Akrylamid 24

25 Ytre miljø vs. arbeidsmiljø? Bromerte flammehemmere HBCD en av fokuskjemikaliene i ytre miljø Påvises i økende grad i morsmelk, selspekk mm. Tidligere ikke studert i arbeidsmiljø 1 vitenskapelig publikasjon i 2007 fra Norge (STAMI) ganger høyere nivåer i blod fra arbeiderne enn tidligere høyest eksponerte Opp til ganger høyere luftnivåer enn tidligere målt i byluft Finnes ikke administrativ norm i Norge Liten kunnskap om helseeffekter 25

26 Ytre miljø vs. arbeidsmiljø? Perfluorerte organiske forbindelser F:\LC-MSMS users\...\data\serumstami16 6/9/2009 2:45:15 AM 37 Wax 2A RT: Time (min) PFOA NL: 1.74E5 TIC F: - c ESI sid=5.00 SRM ms @cid8.00 [ ] MS serumstami16 NL: 7.97E6 TIC F: - c ESI sid=5.00 SRM ms @cid8.00 [ ] MS serumstami16 NL: 1.92E6 TIC F: - c ESI sid=5.00 SRM ms @cid8.00 [ ] MS serumstami16 MS serumstami NL: 1.23E6 TIC F: - c ESI sid=5.00 SRM ms @cid10.00 [ ] MS serumstami16 NL: 6.78E4 TIC F: - c ESI sid=5.00 SRM ms @cid8.00 [ ] MS serumstami16 NL: 6.05E4 TIC F: - c ESI sid=5.00 SRM ms @cid10.00 [ ] MS serumstami16 NL: 1.46E4 TIC F: - c ESI sid=5.00 SRM ms @cid15.00 [ ] MS serumstami16 NL: 1.91E4 TIC F: - c ESI sid=5.00 SRM ms @cid15.00 [ ] 26

27 Biomonitering Ikke bare kjemikalier Mennesker takler motgang og traumer på forskjellige måter. Mens enkelte ser ut til å ta det som måtte komme på strak arm, kan andre bli så overveldet at de resignerer og blir handlingslammet. Nå hevder forskere i en ny studie at det er mengden av proteinet Brain-derived neutrophic factor (BDNF) som styrer hvor godt vi takler påkjenninger, og nivået er merkbart lavere hos personer som ikke takler det så godt. Tidligere studier har vist at deprimerte har et lavere nivå av hjerneproteinet sammenliknet med ikke-deprimerte 27

28 % % % ) : ( Cm ) ( t a r +SE SM F TO z / m % % Biomonitering Ikke bare kjemikalier Column-switching LC-ESI-TOF-MS dialyse av signalpeptider fra rottemuskelvev L ekstrakt Bradykinin m/z Arg-bradykinin Sml. med RIA: Forbedret deteksjonsgrense -Forbedret selektivitet m/z Time 28

29 Biomonitoring bibliografi (ISI) (1960-tallet ) 29

30 Konklusjon Biomonitering gir et mål på opptak fra alle ruter, men det er store personlige forskjeller m.h.p. metabolisering og utskillelseshastigheter (toksikokinetikk) Dette begrenser i mange tilfeller verdien av biomonitorering som mål for eksponering på personnivå Biomonitorering er derimot godt egnet i yrkeshygienisk sammenheng til vurdering av grupper av arbeidstakere Mange og stadig flere robuste og appliserbare biomoniteringsmetoder er tilgjengelige for stadig flere biomarkører. Dette feltet har utviklet seg hurtig de senere årene. Stort kunnskapsbehov om biologisk relevans og dose-despons. Få miljøer som både har kunnskap om og et balansert forhold til biomonitorering og biologisk relevans/helse. Arbeidsmiljøsektoren vil utfordres av miljøsektoren på slike forhold. Lite samordnet regelverk Ingen lovregulert best practice for for biomonitorering i arbeidslivet 30

31