A Natural Experiment to Assess Prenatal Exposure to Air Pollu3on - - PowerPoint PPT Presentation

A ¡Natural ¡Experiment ¡to ¡Assess ¡Prenatal ¡Exposure ¡ to ¡Air ¡Pollu3on ¡and ¡Long-­‑Term ¡Health ¡and ¡ Reproduc3ve ¡Outcomes

• Jeane%e ¡Carpenter, ¡MD, ¡MSCI ¡
• Ken ¡Smith, ¡PhD ¡
• Karen ¡Cur6n, ¡PhD ¡
• Heidi ¡Hanson, ¡PhD ¡
• Michael ¡Varner, ¡MD ¡

Ut Utah ¡and ¡G ah ¡and ¡Gene eneva ¡St a ¡Steel eel

• During ¡its ¡opera6on, ¡the ¡mill ¡was ¡the ¡largest ¡single ¡source ¡of ¡par6culate

pollu6on ¡in ¡Utah ¡Valley. ¡ ¡

• Acute ¡eleva6ons ¡in ¡PM10 ¡levels ¡during ¡the ¡winter ¡months ¡of ¡inversions. ¡ ¡
• Mill ¡closed ¡from ¡1986-­‑1987, ¡resul6ng ¡in ¡a ¡natural ¡experiment ¡to ¡study ¡

the ¡health ¡effects ¡of ¡air ¡pollu6on ¡exposure. ¡

• Mill ¡opera6on ¡associated ¡with: ¡ ¡
• Increased ¡respiratory ¡hospital ¡admissions ¡ ¡
• Increased ¡school ¡absenteeism ¡ ¡
• Increased ¡cardiovascular ¡and ¡respiratory ¡mortality ¡ ¡
• A. ¡Am ¡J ¡Public ¡Health. ¡1989. ¡

¡MR, ¡Pope ¡CA. ¡Environ ¡Res. ¡1992. ¡ ¡ A, ¡3rd, ¡Schwartz ¡J, ¡Ransom ¡MR. ¡Arch ¡Environ ¡Health. ¡1992. ¡

Parker ¡et ¡al. ¡Epidemiology ¡2008. ¡ ¡

Geneva ¡Steel ¡and ¡Preterm ¡Birth

• Mill ¡opera6on ¡was ¡also ¡associated ¡with ¡increased ¡preterm ¡births. ¡

¡

Parker ¡et ¡al. ¡Epidemiology ¡2008. ¡ ¡

Long-­‑term ¡effects ¡of ¡prenatal ¡exposure ¡to ¡air ¡ pollu3on?

• Prenatal ¡exposures ¡cause ¡epigene6c ¡change ¡in ¡the ¡fetus. ¡
• Epigene6cs ¡refers ¡to ¡persistent ¡changes ¡in ¡gene ¡expression ¡that ¡result ¡from

various ¡exposures, ¡without ¡change ¡in ¡the ¡actual ¡DNA ¡code. ¡

• Epigene6c ¡changes ¡can ¡affect ¡an ¡individual’s ¡health ¡for ¡a ¡life6me ¡and ¡can ¡

even ¡be ¡transmi%ed ¡across ¡genera6ons. ¡ ¡

Long-­‑term ¡health ¡effects ¡of ¡air ¡pollu3on

• Emerging research suggests that air pollution is an important trigger

for epigenetic change.

• Effects on the developing fetal immune system.
• Childhood allergies and asthma.

L, ¡et ¡al. ¡Curr ¡Opin ¡Allergy ¡Clin ¡Immunol ¡2013. ¡ ¡ y-­‑Desir ¡S, ¡Miller ¡RL. ¡Curr ¡Allergy ¡Asthma ¡Rep. ¡2012. ¡ ¡ ¡et ¡al. ¡Clin ¡Epigene>cs ¡2012. ¡ et ¡al. ¡BMC ¡Pregnancy ¡Childbirth ¡2011. ¡

Hypothesis

• The ¡offspring ¡born ¡during ¡the ¡late ¡1980s ¡in ¡Utah ¡Valley ¡have ¡now ¡

reached ¡adulthood. ¡ ¡

• We ¡hypothesize ¡that ¡prenatal ¡exposure ¡of ¡these ¡individuals ¡to ¡air ¡

pollu6on ¡is ¡associated ¡with ¡long-­‑term ¡health ¡and ¡reproduc6ve ¡

• consequences. ¡ ¡
• Utah ¡Popula6on ¡Database ¡
• Sibling ¡comparisons: ¡account ¡for ¡shared ¡gene6c ¡and ¡environmental ¡factors. ¡

Study ¡Aims

• Aim ¡1: ¡Iden6fy ¡a ¡cohort ¡of ¡women ¡(1st ¡genera6on) ¡with ¡a ¡pregnancy ¡during ¡

the ¡mill ¡closure ¡and ¡a ¡preceding ¡or ¡subsequent ¡pregnancy ¡during ¡the ¡mill ¡

• pera6on. ¡
• Aim ¡2: ¡Assess ¡the ¡rela6ve ¡risks ¡between ¡exposed ¡(mill ¡in ¡opera6on) ¡and ¡

unexposed ¡(mill ¡closed) ¡offspring ¡for ¡adverse ¡adolescent/adult ¡health ¡and ¡ reproduc6ve ¡outcomes ¡(2nd ¡genera6on). ¡

• Aim ¡3: ¡Assess ¡whether ¡6ming ¡of ¡exposure ¡(1st, ¡2nd, ¡3rd ¡trimester) ¡to ¡the ¡mill ¡

closure ¡modifies ¡the ¡risk ¡for ¡these ¡adverse ¡adult ¡outcomes. ¡

• Aim ¡4: ¡Assess ¡whether ¡offspring ¡(3rd ¡genera6on) ¡of ¡those ¡individuals ¡born ¡

during ¡the ¡mill ¡opera6on ¡are ¡at ¡increased ¡risk ¡for ¡adverse ¡birth ¡outcomes ¡ (e.g. ¡low ¡birthweight). ¡

Significance ¡and ¡future ¡direc3ons

• Air ¡pollu6on ¡is ¡a ¡ubiquitous ¡exposure ¡in ¡pregnancy. ¡
• The ¡Geneva ¡Steel ¡Mill ¡represents ¡a ¡unique, ¡natural ¡experiment. ¡
• Long-­‑term, ¡trans-­‑genera6onal ¡health ¡outcomes. ¡ ¡
• Rich ¡resources ¡of ¡the ¡UPDB. ¡
• Eventual ¡contact ¡with ¡adults ¡(and ¡their ¡children) ¡born ¡during ¡the ¡steel ¡

mill ¡closure ¡or ¡opera6on: ¡

• Obtain ¡detailed ¡health ¡informa6on, ¡define ¡phenotypes, ¡and ¡collect ¡

biospecimens ¡for ¡epigene6c ¡analyses ¡

Sample ¡Sizes ¡of ¡the ¡ ¡ 5 ¡Key ¡Unexposed ¡and ¡Exposed ¡Cohorts

11367, ¡14% ¡ 7619, ¡9% ¡ 7311, ¡9% ¡ 1978, ¡2% ¡ 53571, ¡66% ¡

Unexposed ¡ Exposed ¡Older ¡Sibs ¡UT ¡Co ¡ Exposed ¡Younger ¡Sibs ¡UT ¡ Co ¡ Sibs ¡Outside ¡UT ¡Co ¡ All ¡Other ¡UT ¡Co ¡Births ¡

The ¡sample ¡sizes ¡represent ¡counts ¡of ¡birth ¡cer6ficates ¡ ¡ and ¡all ¡the ¡informa6on ¡they ¡contain ¡(e.g., ¡birth ¡weight, ¡gesta6onal ¡age, ¡complica6ons) ¡

Measures ¡of ¡Follow-­‑Up ¡in ¡Utah: ¡ Propor3on ¡of ¡Offspring ¡with ¡Utah ¡Driver ¡Licenses ¡ ¡

• r ¡Living ¡in ¡Utah ¡at ¡age ¡16

0.79 ¡ 0.87 ¡ 0.84 ¡ 0.83 ¡ 0.75 ¡ 0.83 ¡ 0.90 ¡ 0.88 ¡ 0.87 ¡ 0.79 ¡

0.00 ¡ 0.10 ¡ 0.20 ¡ 0.30 ¡ 0.40 ¡ 0.50 ¡ 0.60 ¡ 0.70 ¡ 0.80 ¡ 0.90 ¡ 1.00 ¡ Unexposed ¡ Exposed ¡Older ¡Sibs ¡ UT ¡Co ¡ Exposed ¡Younger ¡ Sibs ¡UT ¡Co ¡ Sibs ¡Outside ¡UT ¡Co ¡ All ¡Other ¡UT ¡Co ¡ Births ¡ Holds ¡a ¡UT ¡Driver ¡License ¡ Propor6on ¡in ¡UT ¡ager ¡age ¡16 ¡

Counts ¡of ¡Medical ¡Records ¡by ¡Exposure ¡Group

2740 ¡ 2696 ¡ 1185 ¡ 423 ¡ 11869 ¡ 3028 ¡ 2393 ¡ 1890 ¡ 488 ¡ 13366 ¡ 10845 ¡ 7298 ¡ 7000 ¡ 1825 ¡ 49654 ¡ 3113 ¡ 2118 ¡ 1988 ¡ 784 ¡ 14958 ¡ 0 ¡ 10000 ¡ 20000 ¡ 30000 ¡ 40000 ¡ 50000 ¡ 60000 ¡

Unexposed ¡ Exposed ¡Older ¡Sibs ¡ UT ¡Co ¡ Exposed ¡Younger ¡Sibs ¡ UT ¡Co ¡ Sibs ¡Outside ¡UT ¡Co ¡ All ¡Other ¡UT ¡Co ¡Birt

Inpa6ent ¡ Amb ¡Surgery ¡ IHC ¡ ¡ UUHSC ¡

Number ¡of ¡Offspring ¡of ¡Genera3on ¡Two

3242 ¡ 3830 ¡ 875 ¡ 493 ¡ 13913 ¡

0 ¡ 2000 ¡ 4000 ¡ 6000 ¡ 8000 ¡ 10000 ¡ 12000 ¡ 14000 ¡ 16000 ¡ Unexposed ¡ Exposed ¡Older ¡Sibs ¡ UT ¡Co ¡ Exposed ¡Younger ¡ Sibs ¡UT ¡Co ¡ Sibs ¡Outside ¡UT ¡Co ¡ All ¡Other ¡UT ¡Co ¡ Births ¡

Deaths ¡and ¡Incident ¡Cancers

154 ¡ 166 ¡ 79 ¡ 29 ¡ 801 ¡ 60 ¡ 39 ¡ 21 ¡ 11 ¡ 216 ¡ 0 ¡ 100 ¡ 200 ¡ 300 ¡ 400 ¡ 500 ¡ 600 ¡ 700 ¡ 800 ¡ 900 ¡

Unexposed ¡ Exposed ¡Older ¡ Sibs ¡UT ¡Co ¡ Exposed ¡Younger ¡ Sibs ¡UT ¡Co ¡ Sibs ¡Outside ¡UT ¡Co ¡ All ¡Other ¡UT ¡Co ¡ Births ¡

Death ¡Record ¡ Utah ¡Cancer ¡Registry ¡

anks ¡to ¡Heidi ¡Hanson ¡and ¡Jathine ¡Wong! ¡