高雄市立小港醫院(委託財團法人私立高雄醫學大學經營)
Environmental pollutant and asthma 高雄醫學大學附設醫院 小兒部 小兒過敏及免疫科 高雄市立小港醫院 小兒科 洪志興 主任
學經歷 •2005 年 兒童過敏氣喘暨免疫學會理事 •2005年10月 高雄醫學大學附設中和醫院小兒過敏及免疫科主任 •2008年8月 高雄醫學大學醫學系 副教授(副字第037785號) •2009年8月高雄市立大同醫院小兒科主任 •2009年12月高雄醫學大學 醫學研究所博士 •2009年 高雄市立大同醫院小兒科主任 •2009 年8月 微免感雜誌副主編 (Impact Factor: 2.973) •2011 年8月 高雄醫學大學 升等教授 (教字第019256號) •2011 年8月 高雄醫學大學附設中和紀念醫院 IRB 委員 •2011 年9月台灣兒童過敏氣喘免疫及風濕病醫學會副秘書長 •2013年 高雄市立小港醫院小兒科主任 •2015年 中華民國免疫學會常務監事 •2016年 高雄市立小港醫院教學研究中心主任
•2017 年9月台灣兒童過敏氣喘免疫及風濕病醫學會秘書長
• 連續獲頒台灣兒童過敏氣喘及免疫學會研究論文獎: 94、95、 96、97、98、99、100 、 102 、 103 、 105及106年度(94及103及106年度為最佳論文獎)。 • 連續2年獲頒台灣兒童過敏氣喘及免疫學會海報論文 獎: 100及101年度 • 中華民國免疫學會研究論文獎: 94、96年度及100年度 • 高雄醫學大學傑出研究論文獎: 96、97、98、99、 100 、 101及102年度 • 高雄醫學大學傑出研究計畫獎: 106年度 • 高雄醫學大學研究貢獻獎: 99年度
Allergic rhinitis
Asthma
13%
30% Allergic dermatitis
34%
In 24,999 first-grade students (Taipei City):
1
Wu WF et al. J Investig Allergol Clin Immunol 2011.
Chinese Science Bulletin, 2013
2010-2012 年期間橫斷面問卷調查 10 個中國城市 48,219 (1 - 8 歲) 兒童
Air pollutions • Rapid global urbanization and increased energy consumption have exposed the human body to not only an increased quantity of ambient air pollution, but also a greater variety of pollutants. • Air pollutions are included particulate matter (PM), O3, NO2 and indoor air pollutions, such as tobacco smoke and volatile organic compounds (VOCs).
霧霾
Environ. Sci. Technol, 2016
台灣PM2.5來源 交通、工業排放佔六成，境外霾害約三 成，剩下一成為自然界產生
Sement 2%
Chemical material manufacture 3% Electricity 4%
Others…...包括食品業、紡織 業、金屬製品製造業.....等工業製 造業與住宅、商業等
others 11% Traffic & land dust 23%
Composition
Steel industry 5% Construction 7%
Food service industry 9%
Transportation 23%
Agriculture 13%
資料來源：http://tvgh-suvy.blogspot.tw/2015/08/pm25_26.html
> PM10
PM2.5-10 PM<2.5
環境保護署環署空字第1010038913 號令修正 發布 • 粒徑小於等於十微米(µm)之懸浮微粒 (PM10)日平均值或24小時值125µg／m3(微 克／立方公尺); 年平均值65 µg／m3 • 粒徑小於等於二‧五微米(µm)之懸浮微粒 (PM2.5)24小時值35µg／m3(微克／立方公 尺); 年平均值15µg／m3
空氣污染指標(Pollutant Standards Index)
• 以前的空氣污染指標（PSI） 、強化細懸浮微粒（PM2.5） 併陳的雙指標方式 • 在2016年12月1日以空氣品質 指標（AQI）取代。 • AQI整合PM2.5、新增臭氧8小 時兩項目，是我國最新空氣品 質標準判斷依據。 • AQI將有臭氧8小時平均值、臭 氧小時平均值、PM2.5的24小 時平均值、PM10的24小時平均 值、一氧化碳8小時平均值、 二氧化硫小時平均值、二氧化 氮小時平均值，一共7項指標 。
Bio-monitoring of exposure (Internal metabolites) Case, N=169 Control, N=114
Metals (N=10) + As Phthalates (N=11) VOC metabolites (N=6)
Current results from Univariate analysis
Acrylamide -GAMA
As C
1,3-Butadiene -DHBMA
As C
揮發性有機化合物 (Volatile Organic Compounds, VOC) • 按照世界衛生組織的定義，如果在氣壓101.32kPa下，該化合物的沸 點在50℃-250℃，就是揮發性有機物。 • 它們會在常溫下以氣體形式存在。 • 按其化學結構的不同，可以進一步分為八類：烷類、芳烴類、烯類、 鹵代烴類、酯類、醛類、酮類和其他。 • VOC的主要成分有：烴類、鹵代烴、氧烴和氮烴，它包括：苯系物、 有機氯化物、氟里昂系列、有機酮、胺、醇、醚、酯、酸和石油烴化 合物等。
•例如，甲醛，它由油漆及傢俱中揮發出來，其沸 點只有-19°C。
多環芳香烴（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons， 簡稱PAH或PAHs） • 多環芳香烴是中性的，在煤和焦油沉積物中發現 的非極性分子。它們也通過有機物質的不完全燃 燒產生（例如在發動機和焚化爐中，當森林火災 中的生物質燃燒時等）。例如，由含碳燃料例如 木柴、木碳、油脂和煙草的不完全燃燒所產生。 也存在於烤焦的肉類中。 • 三環以上的多環性芳香化合物在水中具有低溶解 度和低蒸汽壓，當分子量上升，溶解度和蒸汽壓 皆下降。而二環的多環性芳香化合物則具有較低 的溶解度和蒸汽壓。因此多環性芳香化合物在環 境中較常發現於土壤與沉澱物中而非水及空氣中 。然而，多環性芳香化合物常在空氣中的懸浮微 粒上發現。
多環芳香烴（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons，簡稱PAH或PAHs） •不少多環性芳香化合物已被界定為致癌物。臨床實驗 報告指出：若長期接觸高濃度多環性芳香化合物的混 合物，會引起皮膚癌、肺癌、胃癌及肝癌等疾病。多 環性芳香化合物可破壞體內的遺傳物質，引發癌細胞 增長，增加癌症的發病率。 •當分子量增加，多環性芳香化合物的致癌性也增加， 而其急毒性則下降。一種多環性芳香化合物，苯並［ a］芘（Benzo[a]pyrene）是第一個被發現的化學致 癌物質。 •木餾油（creosote，又名雜酚油）裡面含有這項物質 。含有木餾油的著名藥品正露丸在1999年起被日本的 一些醫師質疑其致癌性，主張應廢除該項藥劑[2]。
PAH vs asthma
PAH vs asthma
Endocrine-disrupting chemicals (EDCs) or environment hormone • are exogenous industrial and agricultural agents • interfere with balance of the endocrine system. • found in every part of environment: water (rainwater, lakes, rivers, oceans), air and soil. • accumulate in the tissue, also enter the human organisms via the alimentary system. • In human adipose tissue, breast milk and urine: PCBs, dioxins, DDT or soy isoflavones. • interfere with balance of the endocrine system and also immune system
Allergy 2006;61:1326-35
The aryl hydrocarbon receptor links TH17-cell-mediated autoimmunity to environmental toxins. Nature. 2008 May 1;453(7191):106-9. Control of T(reg) and T(H)17 cell differentiation by the aryl hydrocarbon receptor. Nature. 2008 May 1;453(7191):65-71. Immunology: T cells hang in the balance. Nature. 2008 May 1;453(7191):46-7.
Environ Health Perspect 2010;118:67-72 (IF =7.036, Ranking = 3/205 in ENVIRONMENTAL SCIENCES).
NP and 4-OP induced TNF-a and suppressed IL-10 expression in mDCs
2011 DEHP plasticizer scandal
A big scandal in Taiwan 2011, EDHP in our national flag DEHP is once kind of EDCs and belonged to plasticizer Was added in tea beverage & juice to look cloudy & concentrated
However, few data about DEHP on human immunity
Di-(2-ethylhexyl) phthalate (DEHP) • • • • • •
Used as plasticizer for polyvinyl chloride plastics (PVC) Non-covalent bond to PVC Wide distribution ～3 million metric tons/year Food is major source for human exposure. Biological half-life < 24 hours
http://www.taiwanwatch.org.tw/drupal/node/807 https://en.wikipedia.org/wiki/Bis(2-ethylhexyl)_phthalate
DEHP and metabolites
Biological half-life < 24 hours
urine Environ Health Perspect 117: 1481-5; 2009
Reported body burden of DEHP Sample
Human milk
MEHP level
N
Location
Min=2.7 ug/L Med=9.5 ug/L Max=73 ug/L Mean=13 ug/L
36
Denmark
4 ng/ml
127
USA
7.88 ng/ml
60
Denmark
76
Taiwan
3236
Canada
Serum
Urine
Placenta Umbilical-cord
Pregnant woman
20.6 ug/L
Adult
3.6 ug/L
Newborn (ward)
123.98 ug/L
6
Taiwan
Newborn (NICU)
534.42 ug/L
10
Taiwan
13.1Âą1.3 ug/kg
5
Denmark
6.4Âą2.2 ug/L
5
Denmark
Effect of phthalate on asthma and allergy in infants/children • Maternal urinary BBzP metabolites Early-onset eczema in children ↑ (EHP, 2012) A prospective cohort of 407 women-child pairs • Settled dust DEHP/BBzP concentrations Childhood asthma, eczema, or rhinitis ↑ Three case-control studies (Sweden 2004, Bulgaria 2008, Taiwan 2012) • Children’s urinary DEP/BBzP metabolites Fractional exhaled NO ↑ in atopic children A cross-sectional study (Am J Respir Crit Care Med. 2012 Nov 1;186(9):830-7)
Allergy 2013;68(7):870-9. (Impact Factor = 6.271; corresponding author)
2011塑化劑風暴 席捲全台
護理部、檢驗科、 資訊室、營養室
42
由環職中心統籌，緊急協調相關單位研擬相關服務
階段性任務推展
•開設塑化劑諮詢 特別門診 •製作衛教單張與 光碟 2011 塑化劑風暴
2012 啟動特色醫療服務 •探討塑化劑暴露來源 •研究塑化劑危害風險 及解決因應之道
•提供孕產婦塑化 劑檢測服務 •孕產婦塑化劑暴 露風險衛教服務 2013 塑化劑檢測服務
43
介入成效 塑化劑諮詢 門診個案追蹤
DEHP尿中代謝物
介入: 避免塑化劑汙染食 品暴露
鼓勵自行攜帶餐具，避免 使用市面上塑膠製品裝熱 食或熱湯
Concentrations of urinary oxidative DEHP metabolites corrected by urinary creatinine in the baseline and at 2- and 6-month follow-up among the 26 exposed children (* p-value < 0.0001 44 and # p-value < 0.005 by Wilcoxon signed rank test).
訂定標準化服務流程 門診
門診醫師詢問 檢查意願
產檢時
專人解說
第二~三
問卷調查， 評估暴露史
孕期 第三孕期
收尿液檢體、 抽血檢驗 45
檢測九種重要塑化劑之代謝物 Analyte
Native (Q1/Q3)
Labeled (Q1/Q3)
RT
DP
EP
CE
CXP
MEHP
277/134
281/137
22.21
-65
-10
-22
-7
MEHHP
293/121
297/124
10.88
-70
-10
-26
-3
MEOHP
291/121
295/124
11.79
-60
-10
-28
-5
MnBP
221/77
225/79
12.32
-60
-10
-28
-1
MiBP
221/134
12.06
-40
-10
-28
-11
MEP
193/77
197/79
8.07
-50
-10
-24
-11
MBzP
255/183
259/107
13.03
-60
-10
-18
-9
MMP
179/77
183/79
6.85
-45
-10
-26
-1
MiNP
291/247
295/250
22.69
-65
-10
-20
-19 46
室內環境化學物質 (Indoor Environment Chemicals)
Agency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR)
人體生物監測
(Human Biomonitoring, HBM)
Human biomonitoring (HBM) is used to indicate and quantify exposure by measuring environmental chemicals, their metabolites or reaction products in biological specimens. (藉由測量生物檢體中的環境化學物 及其代謝物質，來評估其暴露程度的定量指標。)
Literature Review - Indoor Pollutants in Asthma An overview of studies’ characteristics, exposure and outcome definitions.
(紐約) 103個媽媽有氣喘的嬰兒，空氣樣本 Indoor PM2.5 (≥ 15 µg/m3) 是危險因子 (OR 4.21; 95% CI 1.36–13.03; p = 0.013).
Int. J. Environ. Res. Public Health 2015, 12, 3993-4017
Literature Review - Indoor Pollutants in Asthma
Due to the small number of studies found, the diversity of the pollutants discussed, and the heterogenous methodology used, it is not possible to determine if the evidence linking these pollutants to respiratory problems during early childhood is conclusive. (尚未有定論) Int. J. Environ. Res. Public Health 2015, 12, 3993-4017.
Nurmatov et al, 2015
Approximately equal numbers of studies ..
Increased risk No effect
台北萬芳醫院 (2012 – 2015) 徐士昌 & 許金旺, PLoS ONE 2017 & unpublished Asthma (ERV, N=1611) % change
Pneumonia (ERV, N=680) % change
PM2.5 (10 µg/m3 increase)
9.28 (p=0.0034)
5.09 (p=0.33)
PM10 (10 µg/m3 increase)
4.32 (p=0.012)
3.52 (p=0.26)
Hwang SL et al, 2017
PM2.5 exposure on asthma emergency room visits in southern Taiwan, For every 10 μg/m3 increase in PM2.5 RR = 1.016 [95% CI = 1.002–1.030]
Indoor air pollution MODERN LIFESTYLE
PMs
Perzanowsky et al, 2013
Probability of sensitization
Lower prenatal Σ8PAH
Higher prenatal Σ8PAH
1
1
0.8
0.8
0.6
0.6
≈ 90 ng/g
≈ 8,000 ng/g
0.4
0.4 0.2
0.2
0
0 1
10
100
1000
Bla g2 (ng/g)
10000
100000
1
10
100
1000
Bla g2 (ng/g)
(Adapted from Perzanowsky et al, JACI 2013)
10000
100000
Volatile organic compounds (VOCs) â&#x20AC;˘ Australian cross-sectional study, proportions of diagnosed asthmatic children were 16%, 39%, and 44% in categories for peak indoor formaldehyde concentrations of <20, 20-50, and >50 Âľg/m3.
Inhal Toxicol. 2013 Jun;25(7) 373-82.
Bedroom
Living room
Eur Respir J. 2002 Aug;20(2) 403-8.
VOC - Formaldehyde
Environ Health Perspect 118:313â&#x20AC;&#x201C;317 (2010)