Occupa+onal Kidney Disease: Emerging Exposures Chris+na - - PDF document

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Occupa+onal ¡Kidney ¡Disease: ¡ Emerging ¡Exposures ¡

Chris+na ¡Wya?, ¡MD ¡ Mount ¡Sinai, ¡New ¡York ¡

Disclosures ¡

• No ¡relevant ¡disclosures ¡

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Page last reviewed: November 17, 2012 Page last updated: January 4, 2016 Content source: National Institute for Occupational Safety and Health Education and Information Division

Centers for Disease Control and Prevention 1600 Clifton Rd. Atlanta, GA 30329-4027, USA 800-CDC-INFO (800-232-4636) TTY: (888) 232-6348 - Contact CDC-INFO

Diseases & Injuries

Asthma and Allergies (/niosh/topics/asthma) Avian Influenza (Flu) (http://www.cdc.gov/niosh/topics/avianflu/) Bloodborne Infectious Diseases (HIV/AIDS, Hepatitis B & C) (http://www.cdc.gov/niosh/topics /bbp/) Cancer (Occupational) (/niosh/topics/cancer) Coccidioidomycosis (Valley Fever) (/niosh/topics/valleyfever/default.html) Ebola (/niosh/topics/ebola/default.html) Emerging Infectious Diseases (/niosh/topics/emerginfectdiseases/default.html) Ergonomics and Musculoskeletal Disorders (http://www.cdc.gov/niosh/topics/ergonomics/) Flavorings-Related Lung Disease (http://www.cdc.gov/niosh/topics/flavorings/) Flu in the Workplace (http://www.cdc.gov/niosh/topics/flu/) Genetics in the Workplace (http://www.cdc.gov/niosh/topics/genetics/) Green Tobacco Sickness (http://www.cdc.gov/niosh/topics/GreenTobaccoSickness/) H1N1 Influenza Virus (Swine Flu) (http://www.cdc.gov/niosh/topics/h1n1flu/) Heart Disease (http://www.cdc.gov/niosh/topics/heartdisease/) Latex Allergies (/niosh/topics/latex) Lyme Disease (http://www.cdc.gov/niosh/topics/lyme/) MRSA (http://www.cdc.gov/niosh/topics/mrsa/) Pneumoconioses (http://www.cdc.gov/niosh/topics/pneumoconioses/) Prescription Drug Overdose Prevention (/niosh/topics/prescription/default.html) Reproductive Health (http://www.cdc.gov/niosh/topics/repro/) Severe Acute Respiratory Syndrome (SARS) (http://www.cdc.gov/niosh/topics/SARS) Skin Exposures and Effects (http://www.cdc.gov/niosh/topics/skin/) Stress (http://www.cdc.gov/niosh/topics/stress/) Tick-Borne Diseases (http://www.cdc.gov/niosh/topics/tick-borne/) Tobacco Smoke in the Workplace (http://www.cdc.gov/niosh/topics/tobacco/) Traumatic Occupational Injuries (/niosh/injury) Traumatic Incident Stress (http://www.cdc.gov/niosh/topics/traumaticincident/) Upper Limb Musculoskeletal Disorder Consortium (http://www.cdc.gov/niosh/topics /upperlimb/) Tuberculosis (http://www.cdc.gov/niosh/topics/tb/) Violence (Occupational) (Injury) (http://www.cdc.gov/niosh/topics/violence/) West Nile Virus (http://www.cdc.gov/niosh/topics/westnile/)

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CDC/ ¡NIOSH ¡Website ¡ Workplace ¡Safety ¡& ¡ Health ¡Topics ¡ ¡ “Diseases ¡& ¡Injuries” ¡ ¡ No ¡link ¡for ¡kidney ¡ disease ¡

Why ¡the ¡Kidney? ¡

Na+onal ¡Ins+tute ¡of ¡Diabetes ¡and ¡Diges+ve ¡and ¡Kidney ¡Diseases, ¡NIH ¡

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Spectrum ¡of ¡Kidney ¡Disease ¡

• Acute ¡kidney ¡injury ¡(AKI) ¡
• Chronic ¡kidney ¡disease ¡(CKD) ¡

– Defined ¡by ¡proteinuria ¡and/ ¡or ¡es+mated ¡ glomerular ¡filtra+on ¡rate ¡(GFR) ¡< ¡60 ¡ – End-­‑stage ¡renal ¡disease ¡(ESRD) ¡

• Glomerulonephri+s ¡
• Nephrolithiasis/ ¡urolithiasis ¡
• Kidney ¡injury ¡biomarkers ¡(? ¡clinical ¡relevance) ¡

Established ¡Occupa+onal ¡Exposures ¡

Exposure Associated Kidney Disease Heavy metals Lead Cadmium Uranium Mercury* Proximal tubular damage *Glomerulonephritis Organic solvents Glomerulonephritis Silica Tubulointerstitial damage Glomerulonephritis Over-exertion Rhabdomyolysis/ AKI Blood-borne viruses Variable

!

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Emerging ¡Occupa+onal ¡Exposures ¡

• Melamine ¡manufacturing ¡
• Agricultural ¡work ¡
• Par+culate ¡ma?er ¡exposure ¡ ¡
• Infrequent ¡urina+on ¡

Melamine ¡& ¡Acute ¡Kidney ¡Injury ¡

• Nitrogen-­‑rich ¡organic ¡base ¡
• Illegal ¡adulterant ¡to ¡increase ¡protein ¡content ¡

– Pet ¡food ¡(2007) ¡ – Infant ¡formula ¡(2008) ¡ – Nutri+onal ¡supplements? ¡

• Acute ¡exposure ¡linked ¡to ¡bladder/ ¡kidney ¡

stones ¡and ¡AKI ¡ ¡

– Complex ¡with ¡cyanuric ¡acid ¡or ¡uric ¡acid ¡

Bhalla ¡V ¡et ¡al, ¡Kidney ¡Int ¡2009 ¡ Gabriels ¡G. ¡et ¡al, ¡Nutr ¡J ¡2015 ¡

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Melamine ¡& ¡Occupa+onal ¡Exposure? ¡

• Study ¡of ¡melamine ¡tableware ¡factory ¡workers ¡

(n=44) ¡vs. ¡control ¡factory ¡workers ¡(n=105) ¡

• Highest ¡levels ¡of ¡melamine ¡in ¡air, ¡serum, ¡and ¡

urine ¡of ¡melamine ¡manufacturers ¡(n=16) ¡

– Rise ¡in ¡urinary ¡melamine ¡during ¡the ¡workweek ¡

• Urine ¡[melamine] ¡correlated ¡with ¡urine ¡NAG ¡

– Higher ¡rates ¡of ¡detectable ¡urine ¡β2-­‑microglobulin ¡ in ¡melamine ¡manufacturers ¡ – No ¡rela+onship ¡with ¡albuminuria ¡or ¡clinical ¡events ¡ ¡

Wu ¡C, ¡et ¡al. ¡JASN ¡2015 ¡ ¡

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CKD ¡of ¡Unknown ¡Cause ¡(“CKDu”) ¡

• CKD ¡affec+ng ¡predominantly ¡men ¡in ¡

agricultural ¡communi+es ¡in ¡Central ¡America ¡

– “Mesoamerican ¡nephropathy” ¡ – “CKDnT” ¡(“non-­‑tradi+onal” ¡causes) ¡

• Similar ¡condi+on ¡reported ¡in ¡Sri ¡Lanka, ¡India, ¡

Egypt ¡

CKDu ¡in ¡Nicaragua ¡

• Town ¡of ¡Chicigalpa ¡in ¡Chinandega, ¡Nicaragua ¡

– Northwest ¡Nicaragua ¡near ¡El ¡Salvador ¡ – Highest ¡concentra+on ¡of ¡sugar ¡cane ¡planta+ons ¡ – Highest ¡prevalence ¡of ¡CKDu ¡ – Rural ¡community ¡known ¡as ¡“The ¡Island ¡of ¡Widows” ¡

• Collabora+on ¡with ¡La ¡Isla ¡Founda+on ¡& ¡

scien+sts ¡at ¡UNAN-­‑Leon ¡

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CKDu ¡in ¡Nicaragua ¡

• Leading ¡cause ¡of ¡death ¡among ¡men ¡in ¡

Chicigalpa ¡(2002-­‑2012) ¡

– 45% ¡of ¡deaths ¡in ¡men ¡

CKDu: ¡Proposed ¡E+ologies ¡

• Heat ¡stress/ ¡volume ¡deple+on ¡
• Agrochemicals/ ¡pes+cides ¡
• Endemic ¡infec+ons ¡
• NSAID ¡use ¡

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CKDu ¡in ¡Nicaragua ¡

• Case-­‑control ¡analysis ¡of ¡heavy ¡metal ¡exposure ¡

iden+fied ¡no ¡link ¡with ¡CKDu ¡

• Cross-­‑sec+onal ¡study ¡in ¡Chicigalpa ¡(n=424) ¡

– GFR ¡< ¡60ml/min/1.73m2 ¡in ¡42% ¡of ¡men, ¡10% ¡of ¡ women ¡ – No ¡associa+on ¡with ¡rare ¡tradi+onal ¡risk ¡factors ¡ – Among ¡agricultural ¡workers ¡(n=151), ¡low ¡GFR ¡ associated ¡with ¡days ¡cuqng ¡sugarcane, ¡pes+cide ¡ inhala+on, ¡and ¡sugarcane ¡chewing ¡

Raines ¡N ¡et ¡al. ¡MEDICC ¡Review ¡2014 ¡

CKD ¡& ¡Agriculture ¡in ¡the ¡US ¡

• Agricultural ¡Health ¡Study ¡ ¡

– Male ¡pes+cide ¡applicators ¡in ¡NC ¡and ¡Iowa ¡ ¡ – Self-­‑reported ¡exposure ¡to ¡pes+cides ¡at ¡enrollment ¡ used ¡to ¡calculate ¡intensity-­‑weighted ¡life+me ¡days ¡ – N=55,580 ¡with ¡data ¡for ¡this ¡analysis ¡

• Linked ¡to ¡US ¡Renal ¡Data ¡System ¡(USRDS) ¡

– CMS ¡database ¡of ¡all ¡end-­‑stage ¡renal ¡disease ¡(ESRD) ¡ cases ¡in ¡the ¡US ¡ – Sensi+vity ¡analysis ¡excluded ¡cases ¡within ¡5 ¡years ¡of ¡ enrollment ¡in ¡AHS ¡

Lebov ¡et ¡al, ¡Occ ¡Environ ¡Med ¡2016 ¡

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CKD ¡& ¡Agriculture ¡in ¡the ¡US ¡

• Cumula+ve ¡exposure ¡(self-­‑reported) ¡to ¡several ¡

pes+cides ¡was ¡linked ¡to ¡ESRD ¡

– Mostly ¡herbicides ¡(atrazine, ¡pendimethalin, ¡ metolachlor, ¡alachlor, ¡paraquat) ¡& ¡permethrin ¡ – Some ¡have ¡been ¡implicated ¡in ¡animal ¡studies; ¡none ¡ in ¡studies ¡of ¡CKDu ¡

• Pes+cide ¡exposure ¡requiring ¡MD ¡visit ¡or ¡

hospitaliza+on ¡was ¡associated ¡with ¡ESRD ¡

Lebov ¡et ¡al, ¡Occ ¡Environ ¡Med ¡2016 ¡

CKDu: ¡Mul+factorial ¡E+ology? ¡

• Heat ¡stress/ ¡volume ¡deple+on ¡
• Agrochemicals/ ¡pes+cides ¡
• Endemic ¡infec+ons ¡
• NSAID ¡use ¡

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Par+culate ¡Ma?er ¡Exposure: ¡WTC ¡

• Asbestos ¡
• Benzene ¡
• Pulverized ¡glass ¡
• Pulverized ¡cement ¡
• Silica ¡
• Carbon ¡
• Gypsum ¡
• Heavy ¡metals ¡

Par+culate ¡Ma?er ¡Exposure ¡

• Air ¡pollu+on ¡has ¡been ¡linked ¡to ¡cardiovascular ¡

events ¡& ¡mortality ¡(MESA) ¡

• Exposure ¡to ¡inhaled ¡par+culate ¡ma?er ¡

increases ¡inflamma+on ¡& ¡oxida+ve ¡stress ¡

• WTC ¡exposure ¡has ¡been ¡linked ¡to ¡pulmonary, ¡

ENT, ¡GI, ¡and ¡mental ¡health ¡issues ¡

• Prior ¡studies ¡of ¡WTC ¡responders ¡have ¡not ¡

focused ¡on ¡CKD ¡risk ¡

Samet ¡JM, ¡et ¡al. ¡N ¡Engl ¡J ¡Med ¡2000 ¡ Brook ¡RD, ¡et ¡al. ¡Circula1on ¡2010 ¡ Araujo ¡J. ¡Air ¡Qual ¡Atmos ¡Health ¡2011 ¡

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WTC ¡Health ¡Program ¡

• CDC/ ¡NIOSH-­‑funded ¡program ¡ ¡
• Seven ¡screening/ ¡treatment ¡sites ¡in ¡NY/ ¡NJ ¡
• Mount ¡Sinai ¡WTC ¡program ¡also ¡funded ¡to ¡

study ¡cardiovascular ¡disease ¡(WTC-­‑CHEST) ¡

WTC ¡Exposure ¡Assessment ¡

• Very ¡High: ¡worked ¡> ¡90 ¡days, ¡exposed ¡to ¡dust ¡

cloud, ¡and ¡worked ¡at ¡least ¡some ¡+me ¡on ¡the ¡pile ¡

• High: ¡rescue ¡workers ¡who ¡were ¡exposed ¡to ¡dust ¡

cloud ¡but ¡worked ¡< ¡90 ¡days ¡or ¡did ¡not ¡work ¡on ¡ the ¡pile ¡

• Intermediate: ¡rescue ¡workers ¡not ¡exposed ¡to ¡the ¡

dust ¡cloud ¡and ¡who ¡either ¡worked ¡40-­‑90 ¡days ¡or ¡ did ¡not ¡work ¡on ¡the ¡pile ¡

• Low: ¡worked ¡< ¡40 ¡days, ¡were ¡not ¡exposed ¡to ¡dust ¡

from ¡collapse, ¡and ¡did ¡not ¡work ¡on ¡the ¡pile ¡

¡

¡

Wisnivesky JP, et al. Lancet 2011

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Par+culate ¡Ma?er: ¡WTC ¡

• Preliminary ¡analysis ¡in ¡WTC-­‑CHEST ¡correlated ¡

WTC ¡exposure ¡to ¡albuminuria ¡

• WTC-­‑RENAL ¡funded ¡by ¡CDC/ ¡NIOSH ¡in ¡2014 ¡

– Nested ¡cohort ¡study ¡within ¡WTC-­‑CHEST ¡

• Data ¡on ¡shared ¡CVD/ ¡CKD ¡risk ¡factors ¡ ¡

– Addi+onal ¡laboratory ¡tests ¡for ¡CKD ¡

• Serum ¡crea+nine/ ¡eGFR ¡
• Urine ¡albumin: ¡crea+nine ¡ra+o ¡

McLaughlin ¡M ¡et ¡al. ¡ ¡Presented ¡at ¡ASN ¡2014 ¡

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n=359 Age (years) Mean 40-60 >60 55 297 (83%) 62 (18%) Male sex 289 (81%) African-American race 40 (11%) Hypertension 158 (44%) Diabetes mellitus 41 (11%) Dyslipidemia 163 (45%) Never smoker 256 (71%)

WTC-­‑RENAL ¡Preliminary ¡Results ¡ WTC-­‑RENAL ¡Preliminary ¡Results ¡

Body mass index (kg/m2) Mean >30 31 175 (49%) Waist circumference (inches) 41.1 Systolic blood pressure (mmHg) 119 Diastolic blood pressure (mmHg) 76 Total Cholesterol (mg/dl) 189 Triglyceride (mg/dl) 121 hs- C reactive protein (mg/l) 2.9 HbA1c glycosylated hemoglobin (%) 5.9 Creatinine (mg/dL) 1.01 Urine albumin: creatinine (ug/mg) 17

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WTC-­‑RENAL ¡Preliminary ¡Results ¡

• Expected ¡associa+ons ¡between ¡GFR, ¡

albuminuria, ¡and ¡Framingham ¡Risk ¡Score ¡

– Last ¡par+cipant ¡enrolled ¡this ¡month….. ¡

• Contacted ¡by ¡WTC ¡responders ¡with ¡

established ¡kidney ¡disease ¡

– Possible ¡pa?ern ¡of ¡immune ¡complex ¡diseases ¡ – Obtaining ¡IRB ¡approval ¡for ¡a ¡registry ¡

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“Taxicab ¡Syndrome” ¡

• Linked ¡to ¡kidney ¡stones ¡& ¡other ¡urologic ¡

condi+ons ¡

– Infrequent ¡urina+on ¡ – Decreased ¡fluid ¡intake ¡

• Infrequent ¡urina+on ¡documented ¡in ¡other ¡
• ccupa+ons ¡

– Nurses ¡& ¡OR ¡personnel ¡

Mass ¡AY ¡et ¡al. ¡Rev ¡Urol. ¡2014 ¡ Bendtsen ¡AL ¡et ¡al. ¡Scand ¡J ¡Urol ¡Nephrol ¡1991 ¡ Linder ¡BJ ¡et ¡al. ¡Urolithiasis ¡2013 ¡

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Acknowledgements ¡

• WTC-­‑RENAL ¡

– CDC/ ¡NIOSH ¡U01 ¡ – Mary ¡Ann ¡McLaughlin/ ¡Cynara ¡Maceda ¡

• Nicaragua ¡

– Student ¡research ¡team ¡ – Mount ¡Sinai ¡Global ¡Health/ ¡Phil ¡Landrigan ¡ – Robert ¡Wright ¡

What ¡is ¡the ¡most ¡common ¡renal ¡ manifesta+on ¡of ¡heavy ¡metal ¡toxicity? ¡

• A. ¡Rhabdomyolysis ¡& ¡acute ¡kidney ¡injury ¡
• B. ¡Immune ¡complex ¡glomerulonephri+s ¡
• C. ¡Proximal ¡tubular ¡dysfunc+on ¡
• D. ¡End-­‑stage ¡renal ¡disease ¡

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Occupa+onal ¡exposure ¡to ¡melamine ¡ has ¡been ¡associated ¡with: ¡

• A. ¡Acute ¡kidney ¡injury ¡
• B. ¡Increased ¡urine ¡biomarkers ¡
• C. ¡Chronic ¡kidney ¡disease ¡
• D. ¡Kidney ¡stones ¡

Which ¡of ¡the ¡following ¡is ¡NOT ¡ ¡ hypothesized ¡to ¡contribute ¡to ¡CKDu? ¡

• A. ¡Hypertension ¡
• B. ¡Heat ¡stress ¡
• C. ¡Pes+cides ¡
• D. ¡NSAIDS ¡

¡