Gewasbeschermingsmiddelen en hormonale verstoringen Philippe Castelain WIV sectie Toxicologie FOD Volksgezondheid, DG IV, Dienst Pesticiden en Meststoffen
ILVO studienamiddag
« Gewasbeschermingsmiddelen : perceptie versus realiteit » Melle, 24 04 2013 Rue Juliette Wytsmanstraat 14 | 1050 Brussels | Belgium 1 T +32 2 642 50 98| F +32 2 642 50 01 | email:
[email protected] | www.wiv-isp.be
Gbm en hormonale verstoringen ? Probleemstelling Definitie EDs Concept van adversiteit Welke endocriene (adverse) effecten Voorbeelden EDs Risicobeoordeling pesticiden Hoe worden EDs getest? Risicobeoordeling EDs Huidige studies toereikend ? Voorbeeld: 2-generatiestudie Besluiten risicobeoordeling EDs Verbeteringen mogelijk ? Uitbreiding testmethodologieën Bottom-up benadering Top-down benadering Integrale benadering Impact nieuwe verordening? “Cut-off criteria” Reg. (EU) no 1107/2009 Carcinogenen en mutagenen Cat. 1A/B Reprotoxicanten Cat.1A/B Wat met de Carc. en Repr. Cat 2?
Waarover gaat het?
2
Gbm en hormonale verstoringen ? Op zoek naar criteria EDs
“Nieuwe” inzichten
Bevolkingsonderzoek
Op zoek naar antwoorden
3
Criteria EDs: stand van zaken… Criteria EDs: Kortenkamp rapport Kritieken Kortenkamp rapport EDs: Bradford-Hill criteria EDs: ED expert advisory group (JRC) - EFSA Criteria voor EDs: indeling Niet-monotonische dosis-respons NMDR: kritieken Lage-dosis effecten Lage-dosis-effecten: kritieken Input epidemiologische studies Trends tumorincidentie algemene bevolking Trends tumorincidentie: prostaat, testis, borst Algemene bevolking: besluiten Epidemiologische studies agro Perceptie (on)veiligheid Slotbeschouwingen
Probleemstelling Gestelde vragen bij de “problematiek” van endocrien actieve stoffen / endocriene disruptors en gewasbeschermingsmiddelen • • • • • •
Wat zijn endocriene stoorstoffen ? Hoe komt het dat we daar nu pas van horen ? Welk is het gevaar ervan ? Worden we hieraan blootgesteld, en zo ja, in welke mate ? Zijn de meeste gbm endocriene disruptors ? Merken we de gevolgen voor de volksgezondheid, in de algemene bevolking, in de agrarische gemeenschap ? • Is er een verhoging van het aantal hormoongevoelige kankers, is er sprake van een verminderde mannelijke fertiliteit ? • Hoe kan de evaluatie beter ?
4
Definitie EDs In brede zin: “elke lichaamsvreemde stof die in wisselwerking treedt met de aanmaak, vrijzetting, transport, stofwisseling, binding, werking of uitscheiding van natuurlijke hormonen verantwoordelijk voor het behoud van de homeostase en regulering van ontwikkelingsprocessen” [naar Kavlock et al, 1996]
Voordeel: zeer inclusief Nadeel: geen onderscheid effect
advers effect
Huidige ‘consensus’ definitie: “een lichaamsvreemde stof of mengsel die de functies van het endocrien systeem wijzigt en bijgevolg adverse gezondheidseffecten veroorzaakt in een intact organisme, diens nakomelingen, of (sub)populaties” [WGO, 2002]
5
Concept van adversiteit “A change in morphology, physiology, growth, reproduction, development or lifespan of an organism which results in impairment of functional capacity or impairment of capacity to compensate for additional stress or increased susceptibility to the harmful effects of other environmental influences” [IPCS, 2002] Concreet: EDs wordt bepaald door: • Hormonaal effect • Adverse uitkomst
onderscheid : “EAS” (endocrine active substances): bepaling van een endocrien effect (~definitie 1) “EDs” (endocrine disrupting substance): bepaling van een endocrien advers effect (~definitie 2) [EFSA Scientific Committee: EFSA Journal; 11(3):3132(march 2013)] 6
Welke endocriene (adverse) effecten Qua eindpunten: • Mannelijke of vrouwelijke voortplanting of ontwikkeling, • Kwaliteit sperma (aantal, morfologie, motiliteit, …) • Kankerontwikkeling (borst, prostaat, testis,…), • Schildklier, • Immuun systeem, • Hersenontwikkeling (neuroendocrinologie), en recent: • Diabetes, metabool (insuline resistentie) syndroom, • Cardiovasculaire effecten, • Overgewicht - obesitas.
Qua hormonale werkingsmechanismen - wijziging van : • Receptor signaalfunctie • Opslag – vrijzetting • Transport • Metabolisme • Post-receptor activatie • … 7
ER
ER
AR
Agonist
Antagonist
Antagonist
BPA
Dioxin
DDE
Anastrazole
DDT
Fulvestrant
PCB
Ketoconazool
BBP
Tamoxifen
Linuron
TCDD
Chlordecone (Er α)
Chlordecone (Er β)
Procymidon
PTU
Endosulfaan
Fenarimol
Vinclozolin
Fenarimol
Toxafeen
Cyproterone acetate
Sulpiride
Lindaan
Flutamide
Captafol
Agonist
Zearaleone
DBP
8 Coumestrol
Andere
Voorbeelden EDs
Risicobeoordeling pesticiden: Gevarenkarakterisatie: Vaststellen veilige dosissen (RfD) Risicokarakterisatie: Geschatte dagelijkse blootstelling vergelijken met RfD (AOEL, ADI of ARfD)
indien <100%: goedkeuring mogelijk
9
Risicobeoordeling EDs: Vraagstelling: dekken de traditionele toxicologische testen de gevaren van EDs voldoende af? De bestaande (verplichte) studies laten de mogelijkheid om EDs-gevoelige effecten te testen, indien nodig: Studie: • Tox, rat en hond (en/of muis) • Tox ontwikkeling, rat en konijn • Tox twee-generaties, rat
• 2 jaar studie op rat en muis
10
Blootstelling: • Jonge adult, 28d, 90d, 365d • Drachtig dier, 12-22d • Adult, drachtig dier • 4-10wk voor bevruchting, tijdens dracht parentale (P1, P2) en filiale generatie (F1, F2) • Totaal: 44 weken • Adult (jongoud) • 18m-24m
Risicobeoordeling EDs: Vraagstelling: dekken de traditionele toxicologische testen de gevaren van EDs voldoende af? De bestaande (verplichte) studies laten de mogelijkheid om EDs-gevoelige effecten te testen, indien nodig: Studie: • Tox, rat en hond (en/of muis) • Tox ontwikkeling, rat en konijn • Tox twee-generaties, rat
• 2 jaar studie op rat en muis
11
Blootstelling: • Jonge adult, 28d, 90d, 365d • Drachtig dier, 12-22d • Adult, drachtig dier • 4-10wk voor bevruchting, tijdens dracht parentale (P1, P2) en filiale generatie (F1, F2) • Totaal: 44 weken • Adult (jongoud) • 18maand-24maand
Voorbeeld: 2-generatiestudie Pre-mating
voeding P: voeding F:
2 generaties adulten blootgesteld (+10 wk voor mating bij ♂) 2 generaties foetusen / pups blootgesteld, in utero, via moedermelk en via voeding
Wetenschappelijke consensus dat 2G-studies de meeste oestrogene of androgene stoornissen zal opsporen. Bijkomende onderzoeken zijn evenwel mogelijk… [Bron: Developmental and Reproductive Toxicology, Hood et al, 2006] 12
Besluiten risicobeoordeling EDs: 1. De bestaande testmethodes zijn niet ontoereikend of achterhaald voor de evaluatie van EDs De mate van detectie van EDs hangt met name af: • Van de kritische evaluatie van geijkte eindpunten • De mogelijkheid extra waarnemingen uit te voeren • Extra satelietgroepen in te voegen voor hormonale doseringen of andere bepalingen 2. Desondanks zijn verfijningen of geval-per-geval invoegen van nieuwe methodologieën noodzakelijk en mogelijk…
13
Uitbreiding testmethodologieën OESO “conceptueel raamwerk” (≠ teststrategie, maar een toolbox!) voor EDs testing: •Niveau 1: non-testing informatie (in-silico) •Niveau 2: In-vitro testen •Niveau 3: In vivo testen op niet-intacte (gecastreerde) dieren •Niveau 4: In vivo testen (beperkte informatie) op intacte dieren •Niveau 5: In vivo testen (ruime informatie) op intacte dieren
14
Uitbreiding testmethodologieën Specifiëring OESO conceptueel raamwerk Niveau 1: Niveau 2: Niveau 3:
Niveau • • • • • • Niveau
Vb: Read-across, QSAR, … Vb: Oestrogeen of androgeen receptor/transactivatie testen – aromatase - steroïdogenese Vb: ‘uterotrophic’ (oestrogene ant/agonisten) / ‘Hershberger’ test (androgene ant/agonisten) i.e. op niet-intacte (gecastreerde) proefdieren
4: Vb: Toxiciteitsstudie bij herhaalde toediening (28-90d) Prenatale ontwikkelingsstudies Prenatale ontwikkelingsstudies naar neurotoxiciteit Toxiciteitsstudie bij herhaalde toediening (chronisch : 18-24 maand) Carcinogeniteitstudie bij herhaalde toediening (chronisch : 18-24 maand) Mannelijke / Vrouwelijke pubertale testen 5: Vb: toxiciteitsstudie van de voortplanting over één* / twee generaties
(*= ‘extended’ 1G, geldig op voorwaarde dat méér endocriene eindpunten van juveniele en adulten in F1 worden onderzocht dan hetgeen meestal in een 2G wordt bekeken)
http://www.oecd.org/chemicalsafety/testing/46436593.pdf 15
Cl
Cl C C2Cl3
Cl OH Cl
Cl
Cl Cl Cl Cl OH Cl Cl Cl
OH
Cl
Cl
Cl
Cl
OH
Cl
Cl
Cl
Cl
OH
Cl
C C2Cl3
Gegevensbanken Cl
Cl
Cl
C C2Cl3
Cl Cl Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
OH
Cl
Cl
O H
C l
C lC C2Cl O CH C l l C Cl C Cl l l
C l
C Cl C Cl l l
3
C COC l CC l HC l lC l C l l l
C Cl C Cl l l
O HC C C C l lC l lC C l l l
C C C C l lC l lC C l l l
C lC C2Cl
CC ll
3
C l C C2Cl
O H
O CH l
Cl Cl Cl Cl OH Cl Cl Cl
Cl
Cl
OH
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl C C2Cl3
Cl
Cl Cl Cl
Cl Cl Cl Cl
Cl
Cl Cl
Bestaande kennis, QSAR, read-across
C l
3
C lC C2Cl
C l
C l C C2Cl
3
Niveau 1, 2
C l
3
O H
C l C Cl C Cl l l
C C C C l lC l lC C l l l C l
O CH l C l O CH l
C l
O CCH C C C C ll Cl l C l C lC C l Cl l l l l
O CH l
C Cl Cl C l l O H
C l
O CH l
O O H H
C l O C CH C C l Cl C l C l O C lC C l l C Hl l l l
C C C C l lC l lC C l l l
C l
O CH l O H C O l O CH CH l
In-vivo studies
l
Relevante effecten
Bottom-up benadering 16
In-vitro profiling: receptorinteracties, cellulair respons
Niveau 3, 4, 5
QSAR
In-silico
Read-across
In-vitro
In-vivo
Populatie
Subcellulaire systemen, vb: E/A receptor bindingsstudies, CYP450 aromatase Cellulaire systemen Niet-intacte organismen, vb: uterotrophic, Hershberger Intacte organismen, vb: 28-90d 2-jaar Ontwikkelingsstudies 1G- 2G studies Epidemiologie Hoog
< > Laag
Top-down benadering 17
Specificiteit
Organisme
Relevantie
Cel moleculair
Studies zijn altijd aanwezig bij de beoordeling van pesticiden
Integrale benadering gewenst In-silico en in-vitro : snel resultaat, maar vertellen niets over de in-vivo relevantie • Pre-screening, prioritisering, regulering REACH / cosmetica = voldoende • Regulering pesticiden = niet voldoende OESO conceptueel raamwerk • Niveau 1 , 2 , 3 : detectie EAS • Niveau 4 , 5 : detectie EDs • Er is een zeker overlap tussen de resultaten van higher-tier testen: Een dergelijke redundantie = nuttig bij de finale beoordeling (consistente resultaten tussen testen globale WoE mogelijk) • ‘Klassieke’ testbatterijen : o Betrouwbare EATS-eindpunten (Estrogeen, Androgeen, Thyroid, Steroid) o minder betrouwbaar voor ‘nieuwere’ endocriene endpoints Verder onderzoek blijft nodig Premature legislatieve beslissingen = ongewenst ! 18
“Cut-off” criteria Reg 1107/2009 Een werkzame stof, beschermstof of synergist zal enkel toegelaten worden indien […] het niet ingedeeld is of ingedeeld moet worden als … • mutageen categorie 1A of 1B. • kankerverwekkend categorie 1A of 1B …* • vergiftig voor de voortplanting categorie 1A of 1B …*
of niet wordt geacht hormoonontregelende eigenschappen te hebben die schadelijk kunnen zijn voor de mens… …* tenzij de blootstelling van mensen […] in realistische voorgestelde gebruiksomstandigheden te verwaarlozen is… (gesloten circuit, residu <MRL verstekwaarde van 0.01 ppm) Derogaties mogelijk (geval per geval) indien ernstig gevaar voor de landbouw: toelating voor beperkte periode (5j), én indien strenge risico-beperkende maatregelen mogelijk zijn
19
Categorie
DSD
1
2
3
CLP
1A
1B
2
(R45 of R49H350)
Carcino
(R40H351)
KAN…
VERDACHT VAN…
…kanker veroorzaken
…het veroorzaken van kanker”
(R46H340)
Muta
…genetische schade veroorzaken
(R62H360f) (R63H360d)
…de vruchtbaarheid of het ongeboren kind schaden
…de vruchtbaarheid of het ongeboren kind te schaden
Menselijke gegevens
voldoende diergegevens
Beperkte diergegevens
=“Bekend”
=“Verondersteld”
=“Verdacht”
Relevant voor de mens
20
…het veroorzaken van genetische schade
(R60H360F) (R61H360D)
Reprotox
Basis:
(R68H341)
Mogelijks relevant voor de mens, maar onvoldoende bewijs
“Cut-off” criteria reeds aanwezig: Carcinogenen/mutagenen Cat. 1A/B geen toelating in Verordening (EC) no 1107/2009 én RL 91/414 voorcarcinogenen “kan kanker veroorzaken” (Cat. 1A/B) 1A: indeling grotendeels gebaseerd op gegevens bij de mens 1B: indeling grotendeels gebaseerd op gegevens bij dieren (=Voormalig Cat.1 of Cat.2 (R45) onder RL 67/548/EEG)
Idem: geen toelating in Verordening (EC) no 1107/2009 én RL 91/414 voor Cat. 1A of Cat. 1B mutagenen (=Voormalig Cat.1 of Cat.2*(R46) onder RL 67/548/EEG) *uitzondering: in uitfazering Carbendazim (2014)
Reden: geen drempelmechanisme geen veilige dosis mogelijk
21
Nieuwe“Cut-off” criteria ingevoerd: Repr. Cat. 1A/B geen toelating in verordening (EC) no 1107/2009 “Kan de vruchtbaarheid of het ongeboren kind schaden” (Cat. 1A/B) 1A: indeling grotendeels gebaseerd op gegevens bij de mens 1B: indeling grotendeels gebaseerd op gegevens bij dieren (=Voormalig Cat.1 of Cat.2 (R60 – R61) onder RL 67/548/EEG)
Merk op: was nog altijd toegelaten onder RL 91/414/EG = beperkt aantal stoffen Reprotox Categorie 1 (= 2%) : ammonium glufosinaat, carbendazim, epoxiconazool, flumioxazine, flusilasool, linuron, oxadiargyl, topramezone, warfarin Reden: drempelmechanisme veilige dosis mogelijk
22
Nieuwe“Cut-off” criteria ingevoerd: Repr. Cat. 1A/B Niet (meer) toegelaten Repro 1B: 14 (situatie 04/2013) azafenidin, benomyl, binapacryl, boorzuur, cycloheximide, dinocap, dinoseb, dinoterb, etacelasil, fluazifop-butyl, ketoconazole, nitrofen, tridemorf, vinclozolin Totaal toegelaten stoffen: Totaal ‘pending’: Totaal synergisten, beschermstoffen: Totaal niet-toegelaten stoffen:
422 75 20 780
Toekomstige uitdaging: vaststellen van mogelijk endocriene mechanismen voor bepaalde groep Cat. 2 “verdachte” carcinogenen en stoffen toxisch voor ontwikkeling en voortplanting 23
Wat met de Carcinogenen en Reprotoxicanten Cat 2 ? Repr. Cat. 2 Carc. Cat. 2 • Amitrol Captaan Bromoxynil Chloorthalonil Chloortoluron Chloortoluron • Chloorpropham Cyproconazool Dimoxystrobin Dimoxystrobin Fenpropimorph Diuron Ioxynil Etridiazool • Isoxaflutole Folpet Forchlorfenuron Mancozeb Maneb Iprodione Metconazool Isoproturon Kresoxim-methyl Molinaat • Myclobutanil Mepanipyrim Quizalofop-P-tefuryl Molinaat Tebuconazool Propyzamide Tepraloxydim Pymetrozine Tepraloxydim
24
Eerste taak = verder zoeken naar mogelijke MoA van “verdachte” C of R Welke fractie van die groep is C of R wegens een endocriene werkingsmechanisme? Daarna idealiter beslissen: o ofwel niet-ingedeeld, o ofwel ingedeeld 1A of 1B Kunnen andere w.s. als EDs ingedeeld worden zonder C of R te zijn (thyreotroop, inhibitie steroïdenmetabolisme,… STOT) voorlopig niet veel voorbeelden
Criteria voor EDs: stand van zaken… EU Commissie moet voor eind 2013 CRITERIA vastleggen voor EDs Consultatierondes gestart:
• • • •
“State-of-the-art” review (“Kortenkamp rapport”) Consultatie experten EU-lidstaten (REACH, PPP, biociden) Opinie wetenschappelijk comite EFSA methodes, tools JRC rapport “ED expert advisory group”identificatie, indeling • Wetenschappelijke literatuur EDs: beleidsmatig gevoelig vb: Artikel L. Vandenberg (lage dosiseffecten en niet-lineaire DR) 25
Criteria voor EDs: Kortenkamp rapport Aanbevelingen rapport voor de EU Commissie:
Nieuwe testmethodes dringend implementeren Richtsnoeren voor interpretatie studiegegevens (“criteria”) Aparte indeling voorzien voor EDs (CLP?) Beoordeling o.b.v. adversiteit en werkingsmechanisme (in parallel) “weight-of-evidence” (WoE) voor wat betreft • endocrien vermogen (“potency”), • kritische effecten (“lead toxicity”), • specificiteit, • ernst van de effecten, • onomkeerbaarheid van de effecten
26
Kritieken Kortenkamp rapport 1. Compilatie van mogelijk relevante studies, die slechts een algemene indruk geven van een potentieel risico; echter: de analyse is onvoldoende kritisch om dit laatste volledig te onderbouwen; 2. Er kunnen moeilijk conclusies getrokken worden m.b.t. een mogelijk causaal verband tussen de waargenomen biologisch relevante concentraties/dosissen en adverse (onomkeerbare) endocriene stoornissen in intacte organismen; 3. Het is onduidelijk of een volledige geüpdate review werd uitgevoerd: het betreft vooral een meta-review (meestal geen oorspronkelijke artikels) en de zoekstrategie kan bepaalde papers gemist hebben; 4. Het rapport maakt geen onderscheid tussen endocriene modulatie en endocriene verstoring. 27
EDs: Bradford-Hill criteria De criteria voor de evaluatie van EDs effecten lopen parallel aan deze voor de gewone toxiciteit. Acht criteria van Bradford-Hill (1965) om te beslissen of blootstelling aan een EDS de oorzaak van een advers effect zou kunnen zijn. Bewijs van causaliteit hangt samen met: 1. 2. 3. 4. 5.
Sterkte van de associatie Consistentie: effecten bij ≠proefdieren in ≠ situaties (design) Specificiteit: effecten niet verklaarbaar door andere mechanismen Temporaliteit: blootstelling moet voorafgaan aan effect Biologische gradiënt (dosis-effect): ↑blootstelling ↑effect (reversibiliteit?) 6. Plausibiliteit: aanemelijke biologische verklaring voor effect 7. Coherentie: ↑epidemiologische en ↑experimentele bevindindingen 8. Analogie: vergelijkbare effecten met vergelijkbare factoren Een stof kan niet als EDs worden gekenmerkt indien die acht criteria niet beschouwd werden ! 28
EDs: ED expert advisory group (JRC) Volgende elementen worden relevant beschouwd: Voor de IDENTIFICATIE EDs 1. Biologisch plausibel oorzakelijk verband aangetoond 2. Bepaling EDs actiemodus (of werkingsmechanisme) 3. EDs effect geen gevolg van systemische toxiciteit (secundair effect) 4. Relevant voor de mens tenzij bewijs van het tegendeel
Over de volgende elementen (*) is nog geen consensus : Voor de KARAKTERISATIE EDs 1. Ernst van het effect: • kwalitatief (aard) niveau van bezorgdheid (‘level of concern’) • kwantitatief (omvang) vermogen (‘potency’ *) 2. Onomkeerbaarheid * (cfr: huidige evaluatie toxiciteit) 3. Kritisch effect (‘lead toxicity’ *)
29
Zwak bewijs
<> sterk bewijs
Vb: in-vitro en in-vivo, geen adverse effecten = “mogelijke EDs”
30
werkingsmechanisme
Criteria voor EDs: schema indeling
Vb: in-vitro maar niet in-vivo = “potentiële EDs” advers effect
Bevestigde endocriene stoorstof
Criteria voor EDs: indeling Voorstellen van lidstaten, nog geen beslissing • Categorie 1: endocriene disruptors (evtl. Opsplitsing mogelijk: 1A: zonder drempel / 1B: met drempel) in-vivo adverse effecten, in afwezigheid van toxiciteit + in-vitro effecten, MoA duidelijk verklaard • Categorie 2: verdachte endocriene disruptors Effecten onvoldoende zwaar om in 1 te plaatsen (potentieel + mogelijke EDs?) • (Categorie 3: enkel in-vitro effecten ?) Bedenking: nut van extra indeling? Endocriene effecten wijzen op een werkingsmechanisme, die uitmondt in een advers effect, waarvoor reeds een indeling voorzien is: • Hormoongevoelige tumoren • Fertiliteit- of ontwikkelingsstoornissen • Orgaandeficiënties (schildklier, thymus,…) 31
Niet-monotonische dosis-respons Dosis-respons die positief en negatief kan verlopen, en niet alleen aan lage dosissen (bi- of multifasisch) Bewering: men kan voor EDs geen veilige dosis bepalen, o.m. omdat er geen eenvoudige dosis-effect relatie kan opgesteld worden: extrapolatie is onmogelijk…
Voorbeeld : tamoxifen
Farmacologisch werkingsmechanisme TAM: ER agonist + antagonist, vooral metabolieten (4-hydroxytamoxifen (afimoxifene) en N-desmethyl-4-hydroxytamoxifen (endoxifen) die 30100 x hogere affiniteit hebben voor ER dan tamoxifen zelf.
[Vandenberg et al, Endocrine reviews, 33 (3), 2012] 32
Niet-monotonische dosis-respons NOAEL
Tumorgroei
Echte NOAEL?
Accumulatie van TAM in cellen (gevolgd door ER antagonisme)
Cytotoxische effecten
ppt
ppb Concentratie ppm
ppth
Tamoxifen
ACS kenmerkt TAM als “known human carcinogen” (mens: mogelijk ↑endometrium kanker) Vormt DNA adducten in rat levercellen, blokkeert celcyclus (genotoxisch); in-vivo dierstudies: teratogeen + fertiliteitsproblemen, rat: levercarcinogen
Tamoxifen zou nooit toegelaten worden als pesticide. 33
NMDR concept : kritieken • NMDR lang gekend op farmacodynamisch / moleculair niveau, maar geen evidentie van adverse effecten in-vivo • NMDR niet enkel voor EDs, en er is niet aangetoond dat dit een algemene regel zou zijn voor alle EDs • NMDR sluit het bestaan van een drempel niet uit, maar duidt in sommige gevallen op de moeilijkheid om een dergelijke drempel aan te tonen in conventionele testen
34
Lage-dosis effecten Beweringen: • Effect <
Lage dosis effecten: kritieken • LD studies niet altijd reproduceerbaar • Sommige negatieve studies niet besproken wegens ‘niet adequaat’, bvb indien controle >> HCD • Niet aangetoond dat alle EDs LDE vertonen • Lage dosiseffecten zijn niet noodzakelijk het bewijs dat er helemaal geen drempel is, alleen zijn die zo mogelijk lager • verder bewijs nodig van LDE in conventionele in-vivo studies • zijn lage-dosis effecten per se advers ? • geen wetenschappelijke consensus m.b.t. relevantie van lage dosis effecten (LDE) op toxicologisch vlak • EDs vertonen vaak drempeleffecten, afhankelijk van het werkingsmechanisme (bvb. receptor-kinetiek) • Biologische drempels zijn waarschijnlijk: toxicokinetiek, feedback, compensatie, gradiënt fysiologisch toxicologisch respons 36
Input epidemiologische studies Mogelijke omgevingsinvloeden op incidentie van • Kankergevallen • Verminderde fertiliteit (man) Zowel : • Op algemeen populatieniveau • Bij welbepaalde beroepsgroepen
In geval van gewasbeschermingsmiddelen: • Landbouwers • Loonwerkers • Arbeiders in serres of boomgaarden • (Omwonenden?) 37
Trend tumorincidentie algemeen (BE)
N: absoluut aantal
WSR: gestandardiseerd voor leeftijd Bron: kankerregister.org
38
Trend tumorincidentie algemeen (US) Kankerincidenties US, 1975 – 2009, man
[American Cancer Society, 2013] 39
Trend prostaatkanker (BE)
N: absoluut aantal
WSR: gestandardiseerd voor leeftijd Bron: kankerregister.org
40
Trend testiskanker (BE)
N: absoluut aantal
WSR: gestandardiseerd voor leeftijd Bron: kankerregister.org
41
Trend testiskanker (US)
42
Trend afname spermakwaliteit Voorbeeld van vaak geciteerde verstoringen : Vermindering mannelijke fertiliteit: effect op spermatozoïden
N=14947, 61 studies, 23 landen [Carlsen et al, BMJ 305:609 (1992)] 43
N=9612, studies, USA [Saidi et al, J. urol. 161, 460, (1999)]
Trend afname spermakwaliteit Besluit: Hypothese van wereldwijde vermindering sperma kwaliteit moet gerelativeerd worden: • Grote regionale verschillen (DK <> FI, baltische staten)
• Mogelijk bias in staalnames (vb: indien afgenomen in vruchtbaarheidsklinieken) • Confounders niet altijd onderzocht (onthoudingstijden, seizoen, rookgewoontes, leeftijd…) • Soms inadequaat gebruik van statistiek (homogeniteit) • Tijdsgebonden methodologische verschillen 44
Trend borstkanker (BE)
N: absoluut aantal
WSR: gestandardiseerd voor leeftijd Bron: kankerregister.org
45
Trend tumorincidentie algemeen (US) Kankerincidenties US, 1975 – 2009, vrouw
30-65%: hormoongevoelige borsttumoren
46
[American Cancer Society, 2013]
Tumorincidenties algemene bevolking De absolute aantallen (N) =aantal nieuwe diagnoses van kanker die werden geregistreerd. Standaardisatie (WSR) : nodig om verschillen in de populatiestructuur (over tijd of tussen regio's) op te vangen. Belangrijke factor bij de interpretatie van trends in kankerincidentie = vergrijzing (leeftijdsafhankelijke aandoening). Indien aantal ouderen↑ totaal aantal kankerdiagnoses ↑ De incidentieverschillen soms verklaard door verschillen in screening (prostaat, thyroïd) • Borsttumoren, Prostaattumoren: stabiel 1999-2009 • TDS (o.a. testiskanker): stijging, maar sterk regionaal bepaald Reden: multifactorieel Zijn er eenduidige bewijzen voor sterke invloed EDs op tumorincidentie?
47
Epidemiologische studies agro Gegevens onderzoek binnen agrarische bevolking ? • cohort-studies, • case-control studies en • systematische reviews of meta-analyses Onderzoek naar mogelijke associaties tussen landbouwactiviteiten en kankerincidentie, langetermijneffecten of vruchtbaarheid sinds ongeveer 30 jaar.
48
Epidemiologische studies agro Vb 1: Agricultural Health Study (US, prospectieve cohorte, N=54 412, regelmatige updates : 2002 -2012) 2002
2012
Besluit: borstkanker geen stijging Prostaatkanker lichte stijging (Lb <> Niet-Lb bevolking) Vb 2: Op EU-niveau: Agrican studie (FR, prospectieve cohorte, N=184.000, 2005-…) 49
Epidemiologische studies agro AHS, Prostaat kanker: verhoogde risico’s voor: • Landbouwers: SIR=1.19 (1.14-1.25) • Loonsproeiers: SIR=1.28 (1.00-1.61)
[Koutros, JOEM, 52, 11, 1098 (2010)]
AHS, Prostaat kanker: verhoogde risico’s aggressieve prostaattumoren: Vergelijking hoog-blootgestelde vs. niet-blootgestelde populatie aan: • Fonofos (RR=1.63, 1.22-2.17) • Malathion (RR=1.43, 1.08-1.88) • Terbufos (RR=1.29,1.02-1.64) • Aldrin (RR=1.49, 1.03-2.18) [Koutros, AJE, 177, 1, 59 (2012)] Meta-analyse (1963-2003, 22 studies) RR=1.24 (1.06-1.45)
[Van Maele-Fabry, IAOEH, 77(8), 559 (2004)]
Probleem: zelf-rapportering Blootstelling wordt (bijna) nooit gemeten Besluit: associatie tussen prostaatkanker-landbouwactiviteiten i.p.v. causaal verband pesticiden 50
Perceptie (on)veiligheid? Dierenstudies: • “veilig gebruik” (expo
Observaties in menselijke populatie: Mogelijk verhoogde incidenties lange termijneffecten (kanker, fertiliteit, misvormingen,…)
Tegenstrijdige uitkomst in risico-beoordeling? 51
Perceptie (on)veiligheid? 1: waarom bepaalde eindpunten in testen ongedetecteerd zouden blijven, of blootstellingen onderschat Gemiste eindpunten dierproeven: • Soortspecifieke verschillen (dier ↔ mens) • Endocriene stoornissen (evtl. aan lage dosis?) • Gemiste “windows-of-exposure” (kritieke fasen van de ontwikkeling niet / onvoldoende getest) Inadequate blootstellingsscenario’s of –modellen “Cocktail-effecten” (werkzame stoffen, coformulanten, adjuvanten): additieve of synergistische effecten 52
Perceptie (on)veiligheid? 2: waarom bepaalde eindpunten in andere studies wél aan het licht zouden komen Betere benadering via epidemiologische onderzoek ? ( = effecten waargenomen in de reële wereld ) Epidemiologische evidentie van gedateerde pesticiden methyl- /ethyleen bromide, arseenzouten, captafol, nitrofeen, carbaryl,… (allen = Cat. 1B, ‘May cause cancer’)
Overschatting van (zelf-gerapporteerde) blootstelling • Onzekerheid: onzorgvuldige jobbeschrijvingen • Blootstelling geëxtrapoleerd via proxy’s: behandelde oppervlakte, duur/ frequentie van blootstelling, dosissen (kg/ha), … geen goede basis voor blootstelling aan pesticiden
• Recall, publicatie, sampling bias,.... 53
Slotbeschouwingen Toxicologische testen: Verbeterde testmethoden in diermodellen: integrale aanpak Verder onderzoek werkingsmechanismen: • Focus op endocriene effecten bij hormoon-afhankelijke tumoren, ontwikkelings- of vruchtbaarheidsstoornissen ED ≠ eindpunt op zich! • onderscheid echte vs. “verdachte” carcinogenen / reprotoxicanten Onderzoek kritische (maar realistische!) scenario’s in cumulatieve of ge-aggregeerde risico-beoordeling
54
Slotbeschouwingen Epidemiologische studies: Realistische indicatoren van externe en/of interne blootstelling Betere beoordeling van reële blootstelling op het veld (biomonitoring?) Efficiënter gebruik van gebruiksregisters biociden en gewasbeschermingsmiddelen Beschouwen van consistentie en biologische plausibiliteit bij interpretatie epidemiologische onderzoeksresultaten 55
Bedankingen:
Marie-Noëlle Blaude Martine Duverger Christiane Vleminckx
OD: Public Health and Surveillance Dienst Toxicologie Wetenschappelijk Instituut Volksgezondheid Institut Scientifique de Santé Publique Scientific Institute of Public Health +32 2 642 50 98 | F +32 2 642 52 24 Postal address: Rue J Wytsman 14-16 J Wytsmanstraat Visit: Kroonlaan 153 Avenue de la Couronne B 1050 BRUSSELS - BELGIUM www.wiv-isp.be
“To doubt everything or to believe everything are two equally convenient solutions; both dispense with the necessity of reflection.” H. Poincaré, La Science et l'Hypothèse, 1905 56
