Biologisk monitorering overveielser og betraktninger Dag G Ellingsen, avdelingsdirektør, dr. med.
Tema Overordnet om biomonitorering Prøvetaking tidsmessig i forhold til eksponering Bakgrunnsnivå Diverse Eksempler fra egen forskning
Biologisk monitorering Første publikasjon; 1927 Tradisjonelt brukt for å beskrive eksponering gjennom en intern dose ved å måle komponenter fra eksponering i biologiske prøver, for eksempel blod og urin De senere år har begrepet biomarkør for eksponering blitt introdusert
Biomarkører rer Biomarkør for eksponering (det tradisjonelle begrepet for biologisk monitorering) Biomarkør for effekt Biomarkør for susceptibilitet
Noen definisjoner (IUPAC) Biomarker: An indicator signaling an event or condition in a biological system or sample, giving a measure of exposure, effect, or susceptibility Biomarker of exposure; Relates exposure to a xenobiotic to the levels of this substance, or its metabolite, or of the product of an interaction between the substance and some target molecule or cell that can be measured in a compartment within an organism
Noen flere definisjoner (IUPAC) Biomarker of effect; A biomarker that, depending on its magnitude, can be recognized as associated with an established or possible health impairment or disease Biomarker of susceptibility; A biomarker of an inherent or aquired ability of an organism to respond to exposure to a specific substance
Nefronet
Et eksempel på markør for eksponering, markør for effekt og individuell følsomhet Results from the stepwise multiple linear regression analysis among all subjects. Dependent variable Intercept Predictor variables R U-NAG (log) = -0.71 *** -0.30 *** B-Se + 0.006 ** Age +0.01 * U-Hg 0.48 *** *** p<0.001; ** p<0.01; * p<0.05 Data from Ellingsen et al., 2000
Individuell følsomhet; U-NAG hos Hg-eksponerte og kontroller relatert til status av selen i blodet Ellingsen et al., 2000, Scand J Work Environ Health Eksponert Kontroll
Noen forhold mellom dose og effekt Ekstern dose Respons/sykdom Intern dose TK TK Dose kritisk organ Biomarkør Dose i følsom gruppe Dose i mindre følsom gruppe Kritisk effekt starter Modifisert etter Aitio et al., 2007 (Handbook on the toxicology of metals
Når r tar en prøver i forhold til eksponering?
Utskillingen av kvikksølv i urinen hos to ansatte i kloralkali industrien etter opphørt eksponering for Hg 0 Ellingsen et al., Scand J Work Environ Health
Cotinine in urine samples collected at night and the next morning before and after the introduction of a smoking ban P=0.001 P=0.32
Sammenhengen mellom forskjellige metabolitter av nikotin målt m i urin og inntak av nikotin ved røyking r eller bruk av snus Metabolitt Forklart varians Røyk Nicotine 0.20 0.62 Cotinine 0.65 0.76 Trans-3 hydroxycotinine 0.62 0.77 Nicotine glucoronide 0.31 0.67 Cotinine glucoronide 0.38 0.75 Trans-3 hydroxycotinine glucoronide 0.54 0.51 Nicotine-1 N-oxide 0.42 0.63 Cotinine-1 N-oxide 0.11 0.58 Mengde/dag (røyk el. snus) 0.16 0.08 Forklart varians Snus Fra Boswell et al., 2000
Andel av målte m metabolitter i urin i forhold til estimerte nikotinekvivalenter ved røykingr Metabolitt % av total urin T 1/2 Nicotine 9.4 2-3 timer Cotinine 9.3 15-17 timer Trans-3 hydroxycotinine 35.9 Nicotine glucoronide 4.5 Cotinine glucoronide 13.8 Trans-3 hydroxycotinine glucoronide 23.2 Nicotine-1 N-oxide 3.0 Cotinine-1 N-oxide 0.9 Fra Boswell et al., 2000
Aluminium i serum etter oral administrasjon Sutherland and Greger, Toxicology 1998
Variasjon i utskillingen av aluminium i urinen gjennom en uke hos en eksponert i AlF 2 -produksjon Pierre et al., Occup Environ Med 1995
Individuelle forskjeller i utskilling Person P-verdi T 1/2 A <0.001 74 B 0.001 73 C <0.001 96 D 0.032 88 E <0.001 68 F 0.002 38 G 0.005 58 H <0.001 76 I <0.001 90 J 0.008 70 K <0.001 86 L 0.006 75 M 0.031 78 N <0.001 82 O <0.001 28 P <0.001 89 Q <0.001 64 Ellingsen et al., Scand J Work Environ Health 1993
Noen tommelfingerregler Hvis T ½ er lang i mediet for monitorering får f r man et bra estimat påp opptak over tid Hvis T ½ i mediet for monitorering er i området timer til en dag vil konsentrasjonen man måler m ikke nødvendigvis være v representativ for eksponeringen (stor variasjon) Hvis T ½ i mediet for monitorering er kort (f. eks. <6 timer) kan det være v umulig å gjøre kvantitativ biomonitorering) Aitio et al., 2007 (Handbook on the toxicology of metals
Referanseverdier
U-Hg (gj.s. og 95% KI) i fire ulike kontrollgrupper
Sammenhengen mellom amalgamfyllinger i tennene og utskillingen av kvikksølv i urinen Ellingsen et al., Br J Ind Med 1993
Konsentrasjonen av bly i fullblod (µmol/l)( 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 Grenland 1989 Østfold 1997 Vest-Agder 1999 0,05 0
Konsentrasjonen av B-Mn hos kontroller (n=96) og lavt (5-66 µg/m 3 ), medium (67-239 µg/m 3 ) og høyt (247-4620 µg/m 3 ) eksponerte sveisere
Konsentrasjonen av Mn i fullblod relatert til konsentrasjonen av serum transferrin reseptor 220 200 B-Mn (nmol/l) 180 160 140 120 100 Low (n=34) Medium (n=31) High (n=35) (n=100) Referents Exposed Ellingsen et al., 2003
Noen tommelfingerregler Referanseverdier kan være forskjellige i forhold til geografisk lokalisasjon Referanseverdier kan forandres over tid (andre analysemetoder el. reelle nivåforandringer) Riktig referanseverdier er spesielt viktig ved antatt lave eksponeringer Viktig om referansen skal forholde seg til gruppe el individ
Mulige medier for biomonitorering Fullblod Serum Diverse blodceller Urin Saliva Avføring Hår
Tolkning av resultater Forutsetter riktig timing av prøver Forutsetter riktig sammenlikningsgrunnlag Kan påvise (el. avkrefte) eksponering I de færreste tilfelle er det kjent sammenheng mellom intern dose og effekt Biomonitorering tar hensyn til det totale opptaket, og derfor ikke nødvendigvis bare det arbeidsrelaterte
Hvorfor biologisk monitorering? Identifisere (ukjente) eksponerte grupper Påvise (og kvantifisere) kjent eksponering Påvise fravær av eksponering Rutinemessig individuell overvåkning Forskning
Takk for oppmerksomheten