Expozomové kohortové studie těhotenství a dětství a jejich význam pro poznání zdravotních účinků chemické expozice

Mgr. Pavel Piler, Ph.D.

Doctoral thesis

Exposome birth cohort studies and their importance for understanding chemical exposures and related health outcomes

Abstract:

Prospektivní dlouhodobé kohortové studie těhotenství a dětství jsou vhodným nástrojem pro hledání kauzalit mezi expozicí environmentálními faktory a vznikem chronických onemocnění neznámé etiologie. Nově je diskutován koncept exposome, který zahrnuje nejen expozici znečištění, ale také další faktory jako psychosociální stres, strava, fyzická aktivita, disbalance střevní mikroflóry apod. Cílem této disertační práce je popsat možnosti studia konceptu exposomu a navrhnout základní parametry budoucí exposomové dlouhodobé kohortové studie těhotenství a dětství a dále využít existující data studie ELSPAC pro prostudování potenciálních vedlejších účinků volně prodejných léčiv jako jednoho z přímých exposomových faktorů. Výsledky vychází ze tří studií. První studie popisuje design a cíle největší středoevropské studie těhotenství a dětství (ELSPAC) a identifikuje tři základní prvky, které by nová exposomová kohortová studie těhotenství a dětství měla obsahovat, tj. kvalitní zdravotní data, validované dotazníkové škály srovnatelné v rámci obdobných studií a biologický materiál uskladněný dle posledních standardů. Druhá studie systematicky zhodnotila design vybraných evropských studií těhotenství a dětství a kvantitu a kvalitu jejich vědeckých výsledků vztažených k environmentálním faktorům a chronickým onemocněním neznámé etiologie. Studie ukázala, že největší potenciál mají studie sledující cca 10 000 – 15 000 párů matka a dítě a sbírající různé typy biologického materiálu. Studie dále popsala nedostatečně studovaná témata jako např. neurovývojové poruchy u dětí nebo omezené zaměření na látky znečišťující vnitřní prostředí. Třetí studie prokázala, že dlouhodobá kohortová studie těhotenství a dětství je vhodným nástrojem pro sledování vedlejších účinků volně prodejných léčiv na základě případové studie vztahů mezi prenatální a postnatální expozicí paracetamolu a vzniku astmatu v dětské populaci. Disertace přispívá k probíhající diskuzi o budoucích kohortových studiích a definuje klíčové parametry tak, aby bylo možno popsat spojitost mezi exposomovými rizikovými faktory a chronickými nemocemi s neznámou etiologií, poznávat mechanismy účinku sledovaných rizikových faktorů a vytvořit účinnější preventivní opatření k jejich následné eliminaci.

Abstract:

Prospective longitudinal birth cohort studies provide an important tool enabling to investigate the associations between exposure to various environmental risk factors and incidence of a particular disease with unknown aetiology. Exposome is a newly discussed concept, which includes not only pollutant exposures but other factors like psychosocial stress, diet, physical activity and microbiome. The aim of this Ph.D thesis is to describe potential of the exposome concept, characterize important features of exposome longitudinal birth cohort study, and utilize existing ELSPAC study data for the examination of potential side-effects of over-the-counter medications as one of the first significant exposome factor. This Ph.D thesis consists of three studies. The first study describes design and aims of the biggest Central European birth cohort study (ELSPAC) and identifies three basic features, which should be included in the new prospective exposome birth cohort studies (i.e. high quality health data, validated questionnaire scales comparable with other similar studies and biological materials stored according to current standards). The second study systematically assesses design of selected European birth cohort studies (investigating environmental factors and non-communicable diseases with unknown aetiology) and the quality and quantity of their scientific results. We demonstrate that the studies with the highest potential to contribute to investigate topics follow 10,000 – 15,000 mother and child pairs and collect various types of biological material. Study II also describes less frequently studied topics such as neurodevelopmental disorders in child population or indoor pollution. Finally, the third study demonstrates association between prenatal and postnatal paracetamol exposure and asthma development in childhood proving thus that the longitudinal birth cohort studies can be used as an efficient tool for monitoring of side effects of over-the-counter medication. This Ph.D. thesis contributes to discussion about the future birth cohort studies definition of their key features enabling to investigate association of exposome risk factors and non-communicable diseases with unknown aetiology, to study related mechanisms of toxicity, and to define feasible preventive risk mitigation measures.

Keywords

Kohortová studie těhotenství a dětství, Design studie, Exposome, Chronická onemocnění, Populace, Veřejné zdraví, Prevence Birth cohort, Study design, Non-communicable diseases, Population, Public health, Prevention

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 17. 5. 2017

Thesis defence

• Date of defence: 16. 6. 2017
• Supervisor: prof. RNDr. Luděk Bláha, Ph.D.
• Reader: doc. MUDr. Karel Dohnal, CSc., prof. MUDr. Tomáš Trnovec, DrSc.

Masaryk University

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Biology (4-years) / Ekotoxicology