Population-based registries to assess environmental health risks and to evaluate public health measures

Abstract

Nearly a quarter of the global disease burden and premature mortality is expected to be caused by environmental exposures, and the environmental health burden in children is even larger. Among the most hazardous environmental risk factors are tobacco smoke and ambient air pollution. Also temperature extremes have been linked to different adverse health outcomes, which is a concern because of the expected increase in extreme weather events due to climate change. It is well accepted that prenatal and postnatal exposure to second-hand tobacco smoke has detrimental effects on fetal and child health. However, evidence that smoke-free legislations are associated with health benefits early in life was limited before 2013. Also early life health effects of ambient temperature and air pollution are a relatively novel research domain. The number of studies investigating the association between temperature and preterm birth is limited, and results are inconclusive. Concerning fetal growth, evidence for adverse effects of air pollution is cumulating, but results are inconsistent with respect to the exposure window. Finally, although animals may serve as useful sentinels for the effects of environmental exposures on human health, epidemiological findings for human have seldom been replicated in animal populations. In this dissertation, we used population-level registry data to investigate health effects of different environmental exposures and to evaluate the health impact of preventive public health measures, including health outcomes in newborns and in the older segment of the population. The specific objectives of this dissertation were: 1. The assessment of potential public health benefits of smoking policies, focusing on health outcomes in early and in later life. For this purpose, we studied the impact of the stepwise implementation of smoke-free legislation in Belgium on the risk of preterm birth and on the risk of mortality due to acute myocardial infarction. 2. The investigation of the association between environmental exposures and adverse birth outcomes. First, we examined the risk of preterm birth in relation to ambient temperature by investigating potential heat and cold effects. Second, we studied fetal growth in relation to maternal exposure to PM10. For the latter, we focused on birth weight and small-for-gestational-age and we assessed potential effect modification by pregnancy duration and potential non-linearity in the exposure-response shape. 3. The exploration of the use of dairy cattle populations as comparative models of human health risks. For this purpose, we investigated the association between dairy cow mortality and ambient O3, PM10, NO2 and temperature, accounting for harvesting and delayed effects.

Men schat dat bijna een kwart van de globale ziektelast en vroegtijdige sterfte veroorzaakt wordt door blootstelling aan omgevingsfactoren, en de impact van het milieu op de gezondheid van kinderen is zelfs nog groter. Tabaksrook en luchtverontreiniging behoren tot de meest schadelijke omgevingsblootstellingen. Ook blootstelling aan zeer lage of hoge buitentemperaturen kan leiden tot verscheidene nadelige gezondheidseffecten, wat een probleem vormt in de context van de verwachte toename in extreme weersomstandigheden door de klimaatsverandering. Het is algemeen aanvaard dat prenatale en postnatale blootstelling aan tabaksrook schadelijk zijn voor de gezondheid van de foetus en het kind. Toch was er vóór 2013 nog bijna geen wetenschappelijk bewijs dat rookvrije wetgevingen al vroeg in het leven gezondheidswinst opleveren. Ook het onderzoek naar perinatale gezondheidseffecten van omgevingstemperatuur en luchtverontreiniging is relatief nieuw. Slechts een beperkt aantal studies onderzocht het verband tussen temperatuur en vroeggeboortes, en de resultaten zijn niet eenduidig. Hoewel er groeiend wetenschappelijk bewijs is dat blootstelling aan luchtverontreiniging schadelijk is voor de groei van de foetus, zijn de resultaten van studies inconsistent wat betreft de periode van de zwangerschap waarin de foetus het meest gevoelig is aan zulke blootstelling. Hoewel dieren kunnen gebruikt worden als rolmodellen voor de effecten van milieufactoren op de gezondheid van de mens, werden epidemiologische bevindingen bij de mens slechts zelden bevestigd in dierenpopulaties. In dit proefschrift gebruikten we registergegevens op populatieniveau om de gezondheidseffecten van verscheidende milieufactoren te onderzoeken en om de impact van preventieve volksgezondheidmaatregelen te evalueren. Hiervoor keken we naar gezondheidsuitkomsten in pasgeborenen en in een ouder deel van de populatie. De specifieke doelstellingen van dit proefschrift waren: 1. Een inschatting maken van mogelijke gezondheidsvoordelen ten gevolge van rookwetgevingen, gericht op aandoeningen zowel vroeg als later in het leven. Hiervoor onderzochten we de impact van de stapsgewijze invoering van het rookverbod in België op het risico op vroeggeboorte en op het risico op sterfte door een hartaanval. 2. Het onderzoeken van het verband tussen omgevingsblootstellingen en negatieve zwangerschapsuitkomsten. Om te beginnen bestudeerden we de effecten van lage en hoge buitentemperaturen op het risico op vroeggeboorte. Daarnaast gingen we na of er een verband is tussen foetale groei en blootstelling van de moeder aan luchtverontreiniging. Hiervoor keken we naar geboortegewicht en naar het risico om te licht te zijn rekening houdend met de zwangerschapsduur (“small-for-gestational-age”). We keken ook naar mogelijke effect modificatie door zwangerschapsduur en mogelijke nietlineariteit in het verband tussen blootstelling en uitkomst. 3. De exploratie van het gebruik van melkkoeien als vergelijkende modellen voor menselijke gezondheidsrisico’s. Hiervoor onderzochten we de associatie tussen sterfte bij melkkoeien en concentraties van ozon (O3), fijn stof (PM10) en stikstofdioxide (NO2) in de buitenlucht. Daarnaast keken we ook naar de effecten van extreme buitentemperaturen. In de analyses hielden we rekening met mogelijke “harvesting” en vertraagde blootstellingseffecten.