session 33 britt-marie larsson
TRANSCRIPT
Effekter på astmatiker av partiklar från tunnelbanan i Stockholm
Britt-Marie Larsson, med dr
Institutionen för folkhälsovetenskap
Fotograf: Solveig Edlund
Transportforum 13 januari 2010Britt-Marie Larsson 2
Upplägg
Bakgrund Partikelexponering i stadsmiljö – Vägtunnelstudier
Syfte med tunnelbanestudie Studiedesign och metoder Resultat
Friska försökspersoner Milda astmatiker
Slutsatser Pågående studie
Transportforum 13 januari 2010Britt-Marie Larsson 3
Studie i vägtunnel (Söderledstunneln)
Före exponering 2 tim 14 tim
•Lung funktion•Blodprov•Bronkoskopi
0 tim
Exponering •Lung funktion•Blodprov•Bronkoskopi
Friska försökspersoner
Transportforum 13 januari 2010Britt-Marie Larsson 4
Bronkoskopi
Fotografier tillhandahållna av Thomas Sandström
Transportforum 13 januari 2010Britt-Marie Larsson 5
Exponeringsnivåer i Söderledstunneln
PM2.5 64 µg/m3
PM10 176 µg/m3
NO 874 µg/m3
NO2 230 µg/m3
CO 5,8 µg/m3
P-Trak (20-1000 nm) 1.1 x 105/ml partiklar/ml
Antalet ultrafina partiklar (< 100 nm) 0.85 x 105partiklar/ml
Transportforum 13 januari 2010Britt-Marie Larsson 6
160
140
120
100
80
60
40
20
0
Före Efter
Totala celler
Före Efter
Makrofager
30
20
10
0
P <0,01
P <0,05
Före Efter
Lymfocyter
P <0,01
Cell koncentration (x106/L)
Huvudfynd - Inflammation i nedre luftvägar
Larsson BM, Sehlstedt M et al, Eur Respir J 2007
Transportforum 13 januari 2010Britt-Marie Larsson 7
Resultat - kliniska parametrar
Lungsköljvätska
Cellökning!
Ingen förändring av inflammatoriska markörer (cytokiner)
Blod Ingen cellökning. Koagulationsfaktorer oförändrade (fibrinogen, PAI-1).
Lungfunktion opåverkad.
Ökning av irritativa symtom under exponering (luftvägar, ögon).
Ökning av transkriptionsfaktor (C-jun) i bronkslemhinnan.
Transportforum 13 januari 2010Britt-Marie Larsson 8
Fotograf: Solveig Edlund
Transportforum 13 januari 2010Britt-Marie Larsson 9
Syfte med Tunnelbaneprojektet
Studera akuta hälsoeffekter (systemiskt och i luftvägarna) efter exponering i tunnelbanemiljö.
Är exponering för partiklar i tunnelbanan, ur hälsoaspekt jämförbar med exponering i annan trafikmiljö?
Har partiklars storlek och/eller ursprung betydelse för hälsoutfall?
Transportforum 13 januari 2010Britt-Marie Larsson 10
Studiedesign och metoder
20 friska försökspersoner (7 ♀), medelålder 27 år, ingen allergi, icke-rökare, åker ej tunnelbana regelbundet
Exponering i 2 timmar
Odenplan resp. kontrollmiljö (KS)
Standardiserat cykelarbete under exponering (ökad munandning, standardiserad ventilation ≈ dos)
Karakterisering av exponering
Partiklar (massa och storlek)
Metallinnehåll
Transportforum 13 januari 2010Britt-Marie Larsson 11
Kliniska parametrar
EKG under exponering samt påföljande natt
Symtomenkät under exponering
14 timmar efter exponering:
• Bronkoskopi (inkl. bronkoalveolärt lavage och biopsi)
• Blodprover
• Lungfunktion, exhalerat NO
Figur 1. Studiedesign. Schemat upprepas en gång efter att minst 3 veckor har passerat.
Bronkoskopi, lung- funktion, blodprov, eNO
14 timmar Exponering 2 tim Kontroll alt. T-bana
EKG-övervakning
Transportforum 13 januari 2010Britt-Marie Larsson 12
Exponeringsmiljö - Odenplan
Transportforum 13 januari 2010Britt-Marie Larsson 13
Transportforum 13 januari 2010Britt-Marie Larsson 14
Transportforum 13 januari 2010Britt-Marie Larsson 15
Kontroll
Transportforum 13 januari 2010Britt-Marie Larsson 16
Exponeringsnivåer på Odenplan
PM2.5 76 µg/m3
PM10 237 µg/m3
Ultrafina partiklar 8266/ml
Transportforum 13 januari 2010Britt-Marie Larsson 17
Jämförelse med vägtunnelmiljö
Odenplan PM2.5 76 µg/m3
PM10 237 µg/m3
Ultrafina partiklar 8266/ml NO2 24 g/m3
Söderledstunneln PM2.5 64 µg/m3
PM10 176 µg/m3
Ultrafina partiklar 110 000/ml NO2 230 g/m3
Transportforum 13 januari 2010Britt-Marie Larsson 18
Metaller i PM10
Järn 58.6±21.0 % (medel ± SD) Barium 1.0±0.4% Mangan 0.5±0.2% Övriga undersökta metaller (ca 20 st totalt) låg under
detektionsgränsen (ICP-MS)
Transportforum 13 januari 2010Britt-Marie Larsson 19
Jämförelse med kontrollexponering
PM0.1-10 (DataRAM)
µg/m3
P-Trak (20-1000nm)
partiklar/ml
Kontroll 16,6 1007
Tunnelbana 162 10 549
Transportforum 13 januari 2010Britt-Marie Larsson 20
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
5 µm 10 µm
Anta
l par
tikl
ar/m
3
Tunneln 2003
T-bana 2007/08
Transportforum 13 januari 2010Britt-Marie Larsson 21
0,00E+00
5,00E+07
1,00E+08
1,50E+08
2,00E+08
0.3 µm 0.5 µm
Anta
l par
tikl
ar/m
3
Tunneln 2003
T-bana 2007/08
Transportforum 13 januari 2010Britt-Marie Larsson 22
0
20000
40000
60000
80000
100000
120000
P-Trak < 100 nm 23,7 nm 42,2 nm 75 nm 133 nm
Anta
l par
tikl
ar/m
l Tunneln 2003
T-bana 2007/08
Transportforum 13 januari 2010Britt-Marie Larsson 23
Kliniska effekter efter exponering i tunnelbanemiljö – friska försökspersoner
Lungfunktion Exhalerat NO Blod-celler Inflammatoriska mediatorer (cytokiner) Fibrinogen (koagulationsfaktor) i blod Irritativa symtom (övre luftvägar) Biopsier ej färdiganalyserat EKG (hjärtrytmvariabilitet) ej färdiganalyserat
Klepczynska Nyström et al, European Respiratory Journal in press
Transportforum 13 januari 2010Britt-Marie Larsson 24
Total cellkoncentration i lungsköljvätska
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
Före Efter
cell
er *
10^
6/L
Ingen ökning - skillnad mot vägtunnelstudie!
Transportforum 13 januari 2010Britt-Marie Larsson 25
Before After Before After
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
BAL fluid cells Blood cells
n.s P=0.03
CD4posCD25bright/FoxP3pos
% C
D4p
os C
D25
bri
ght F
oxP
3pos
Exposure
Before After Before After
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
BAL fluid cells Blood cells
n.s P=0.03%
CD
4pos
CD
25 b
righ
t Fox
P3p
os
Before After Before After
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
BAL fluid cells Blood cells
n.s P=0.03%
CD
4pos
CD
25 b
righ
t Fox
P3p
os
Before After Before After
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
BAL fluid cells Blood cells
n.s P=0.03%
CD
4pos
CD
25 b
righ
t Fox
P3p
os%
CD
4pos
CD
25 b
righ
t Fox
P3p
os
Ökning av T-cells population i blod- regulatoriska T-celler
Transportforum 13 januari 2010Britt-Marie Larsson 26
Effekter på astmatiker…..
Samma studiedesign som tidigare studie med friska försökspersoner, åker ej tunnelbana regelbundet
16 försökspersoner med mild astma (11 ♀), icke-rökare, medelålder 26 år
Transportforum 13 januari 2010Britt-Marie Larsson 27
Exponeringsnivåer på Odenplan
PM2.5 73 µg/m3
PM10 239 µg/m3
Ultrafina partiklar 10 413 /ml
Transportforum 13 januari 2010Britt-Marie Larsson 28
Kliniska effekter efter exponering i tunnelbanemiljö – milda astmatiker
Lungfunktion (FEV1, FVC, VC) Exhalerat NO Blod-celler (inkl. T-reg celler) Lungceller (BAL) (inkl. T-reg celler) Inflammatoriska mediatorer (cytokiner) Koagulationsfaktorer i blod Irritativa symtom (ögon, övre o nedre luftvägar) Biopsier ej färdiganalyserat EKG (hjärtrytmvariabilitet) ej färdiganalyserat
Transportforum 13 januari 2010Britt-Marie Larsson 29
Slutsatser Inte lika uttalad akut hälsopåverkan efter en 2 timmars
exponering i tunnelbanemiljö jämfört med vägtunnelmiljö.
Ingen påverkan av cellkoncentration i de nedre luftvägarna.
Men vissa effekter påvisade
Ökning av koagulationsfaktor (fibrinogen) hos friska – ej observerat i vägtunnelstudien.
Ökning av regulatoriska T-celler hos friska – ny aspekt.
Vissa skillnader i respons observerade mellan friska och astmatiker.
I nuläget svårt att värdera vilken effekt detta har på hälsan på lång sikt .
Transportforum 13 januari 2010Britt-Marie Larsson 30
Pågående delstudie
Syfte
Fokusering på systemiska effekter.
Knyta an till in vitro studier med DNA-skador. Går resultaten att reproducera in vivo?
Utökat tidsfönster – kan vi ha missat något i tidigare studier?
Transportforum 13 januari 2010Britt-Marie Larsson 31
Metoder
Exponering av friska försökspersoner på Odenplan
Upprepad blodprovstagning: före, efter samt 2, 4, 8 och 24 timmar efter exponeringens start.
Transportforum 13 januari 2010Britt-Marie Larsson 32
Medverkande:
Magnus Svartengren Britt-Marie Larsson Anna Klepczynska Nyström Anders Lundin Ingemar Rödin Stina Gustavsson (Institutet för
Miljömedicin) Lisbet Broman (Institutionen för Kliniska
Vetenskaper KI/DS)
Anders Eklund Gunnel de Forest Margitha Dahl Helene Blomqvist Johan Grunewald Lotta Pousette Benita Dahlberg Magnus Sköld Benita Engvall
Yrkes-och miljömedicin/Institutionen för Folkhälsovetenskap
Lung- och Allergikliniken, KS/Institutionen för Medicin
Åsa M Wheelock Bettina Levänen
Karolinska Biomics Center/KS/Institutionen för Medicin Institutionen för Fysikalisk kemi Craig Wheelock Susanna L Lundström