Microbial exposures, cleaning products and child health

Abstract

Background and aims: The immune, respiratory and central nervous system start developing during pregnancy and continue during the first years of life. Therefore, environmental exposures during these periods may play a role on the maturation of these systems. In particular, the exposure to indoor microbial agents, indoor factors such as pets or dampness, and to household cleaning products during infancy or childhood may have important implications in the development processes. This thesis aims to assess the long term effects of indoor exposure to microbial agents and chemical based cleaning products on respiratory and mental health among children from birth to the age of 13 years old. Methods: We used data from nine European birth cohorts that are part of three projects: the European HITEA project, the Spanish INMA project; and the German GINIplus and LISAplus birth cohort studies. Information on the exposure to indoor dampness, pet ownership, the use of cleaning products and allergy and respiratory health was periodically collected through questionnaires and health tests. Living room dust samples were collected when the children were 2-3 months and analysed for microbial agents concentrations (bacterial endotoxin, fungal extracellular polysaccharides (EPS) from Aspergillus spp. and Penicillium spp, and mould β(1,3)- glucans). Multivariable regression models were used to assess the associations between the exposures and the health outcomes. Results: 1) Concentrations of measured microbial agents varied differently across the cohorts. 2) Season of dust sampling, dog ownership, indoor report of dampness, and number of people living in the home is associated with the concentrations of microbial agents. 3) Early life exposure to endotoxin and dogs in the home is associated with lower levels of FeNO at school age. 4) Domestic use of cleaning sprays, air fresheners and solvents during pregnancy is associated with a higher prevalence of wheezing and LRTI during the first year of life. 5) At school age, bystander exposure to domestic cleaning sprays increases the levels of FeNO, and exposure to air freshening sprays and solvents decreases the lung function. 6) Persistent exposure to indoor dampness during early life has negative effects on the cognitive function and social competences at 4 years old. 7) Exposure to visible mould, dampness and pet ownership during the first 10 years of life increases the risk of borderline or abnormal scores in the SDQ at 10 years of age. Conclusion: Our results suggest that indoor exposure to microbial agents during early life and exposure to chemical based cleaning products during pregnancy, infancy and childhood play a role in the development of the respiratory, immune and central nervous systems.

Introducció i objectius: El desenvolupament dels sistemes immunitari, respiratori i nerviós central comença durant l’embaràs i continua al llarg la infància. Així, els primers anys de vida són moments crucials en que qualsevol exposició ambiental pot influir el desenvolupament d’aquests sistemes. Concretament, l’exposició durant la infància a agents microbiològics, humitat, animals de companyia i productes de neteja pot tenir implicacions importants en els processos de maduració d’aquests sistemes. L’objectiu principal d’aquesta tesi és el d’avaluar els efectes a llarg termini de la exposició a agents microbiològics i a productes de neteja de base química a la llar, sobre la salut respiratòria i mental des del naixement fins a l’edat de 13 anys. Mètodes: En aquesta tesi hem fet servir dades de nou cohorts de naixement europees que formen part de tres projectes: el projecte europeu HITEA, el projecte espanyol INMA, i els estudis alemanys GINIplus i LISAplus. La informació sobre la exposició a humitat, a animals de companyia, la utilització de productes de neteja, al·lèrgies i salut respiratòria es va recollir en tots els projectes mitjançant qüestionaris administrats als pares/mares i proves mèdiques o tests neuropsicològics. A més, es van recollir mostres de pols dels menjadors de les cases quan els nens/es tenien 2-3 mesos d’edat que es van analitzar per determinar les concentracions d’agents microbiològics (endotoxines bacterianes, polisacàrids extracel·lulars (EPS) d’Aspergillus spp. i Penicillium spp i β(1,3)-glucans fúngics). Per l’avaluació de les associacions entre exposicions i resultats de salut s’han desenvolupat models de regressió múltiple. Resultats: 1) Les concentracions d’agents microbiològics mesurats en pols de les llars varien per cohort. 2) L’estació de l’any en que es recull la mostra de pols, la presència de gossos a la casa, reportar humitat a la casa i el número de persones que hi viuen estan associats amb la concentració d’agents microbiològics a la pols. 3) L’exposició durant els primers mesos de vida a endotoxines i gossos a la llar s’associa amb nivells baixos de FeNO a edat escolar. 4) L’ús d’esprais i dissolvents per la neteja de la casa, i ambientadors durant l’embaràs està relacionat amb un increment en la prevalença de sibilants i infeccions respiratòries de vies baixes al llarg del primer any de vida. 5) En edat escolar, la exposició passiva a productes de neteja domèstics utilitzats en forma d’esprais incrementa els nivells de FeNO, i l’exposició a esprais ambientadors i dissolvents per la neteja de la llar disminueix la funció pulmonar. 6) L’exposició persistent a humitat a la llar durant els 2 primers anys de vida té un efecte negatiu sobre la funció cognitiva i les competències socials mesurades als 4 anys d’edat. 7) L’exposició a fongs procedents de la humitat, a humitat i a animals de companyia a casa al llarg dels primers 10 anys de vida incrementa el risc de puntuacions “borderline” o anormals al questionari SDQ administrat als 10 anys. Conclusió: els resultats presentats en aquesta tesi suggereixen que l’exposició a agents microbiològics durant els primers mesos de vida i l’exposició a productes de neteja durant l’embaràs i la infància juguen un paper important en el desenvolupament dels sistemes respiratori, immunològic i nerviós central.