Các vấn đề về hô hấp và dị ứng ở người lao động nông nghiệp tiếp xúc với thuốc bảo vệ thực vật tại Costa Rica
Tóm tắt (Abstract)
Mục tiêu
Chúng tôi đánh giá mối liên hệ giữa việc tiếp xúc với hỗn hợp thuốc bảo vệ thực vật và các vấn đề về hô hấp, dị ứng ở người lao động nông nghiệp tại Costa Rica.
Phương pháp
Chúng tôi thực hiện một nghiên cứu cắt ngang trên 299 lao động nông nghiệp từ tháng 5 đến tháng 8 năm 2016. Thông tin về đặc điểm nhân khẩu học, việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật và sự xuất hiện của các triệu chứng hô hấp, dị ứng trong 12 tháng gần nhất được thu thập thông qua bảng câu hỏi. Nồng độ trung bình đã được hiệu chỉnh theo tỷ trọng nước tiểu của 15 dấu ấn sinh học thuốc bảo vệ thực vật được xác định từ các mẫu nước tiểu thu thập trong hai lần thăm khám (cách nhau 4–5 tuần). Chúng tôi áp dụng các mô hình hồi quy Bayes “truyền thống” và Bayes Weighted Quantile Sum (BWQS) để đánh giá mối liên hệ giữa việc tiếp xúc với từng thành phần riêng lẻ cũng như tổng thể hỗn hợp thuốc bảo vệ thực vật với các kết quả sức khỏe nghiên cứu. Tất cả các mô hình đều được hiệu chỉnh theo tuổi và tình trạng hút thuốc.
Kết quả
Trong các phân tích Bayes “truyền thống”, nồng độ 2-isopropyl-4-methyl-6-hydroxypyrimidine (IMPY – chất chuyển hóa của thuốc trừ sâu lân hữu cơ diazinon) trong nước tiểu cao hơn có liên quan đến:
-
Tăng khả năng có điểm triệu chứng hen suyễn cao hơn (OR hiệu chỉnh cho mỗi lần nồng độ tăng gấp đôi = 1,15; khoảng tin cậy Bayes 95% (CrI): 1,04–1,27).
-
Tăng khả năng xuất hiện triệu chứng hen suyễn hoặc sử dụng thuốc điều trị hen (aOR = 1,37; 95% CrI: 1,13–1,67).
-
Tăng khả năng mắc viêm mũi (aOR = 1,34; 95% CrI: 1,15–1,56).
Nồng độ boscalid-5-hydroxy trong nước tiểu (chất chuyển hóa của thuốc diệt nấm boscalid) cao hơn có liên quan đến khả năng xuất hiện triệu chứng hen suyễn hoặc sử dụng thuốc điều trị hen cao hơn (aOR = 1,24; 95% CrI: 1,00–1,55).
Trong khi đó, nồng độ 4-hydroxypyrimethanil (chất chuyển hóa của thuốc diệt nấm pyrimethanil) cao hơn có liên quan đến nguy cơ mắc chàm (eczema) tăng lên (aOR = 1,11; 95% CrI: 0,99–1,24).
Ngoài ra, nghiên cứu cũng ghi nhận một số mối liên hệ nghịch giữa nồng độ thuốc diệt cỏ và các kết quả về hô hấp, dị ứng.
Trong các phân tích BWQS, tiếp xúc với hỗn hợp thuốc bảo vệ thực vật có liên quan đến nguy cơ mắc viêm mũi tăng lên (aOR = 1,96; 95% CrI: 1,14–3,20), trong đó IMPY là yếu tố đóng góp lớn nhất.
Kết luận
Kết quả nghiên cứu cho thấy việc tiếp xúc với thuốc bảo vệ thực vật có thể gây ra cả tác động riêng lẻ của từng hoạt chất và tác động cộng gộp của hỗn hợp hóa chất đối với sức khỏe hô hấp và dị ứng của người lao động nông nghiệp.
Tóm tắt đồ họa (Graphical Abstract)
Được in với sự cho phép của © Mount Sinai Health System.
1. Giới thiệu
Tiếp xúc nghề nghiệp với thuốc trừ sâu có liên quan đến sự gia tăng tỷ lệ mắc các kết quả hô hấp bất lợi, bao gồm hen suyễn và viêm phế quản mãn tính (Mamane et al., 2015; Sapbamrer và Seesen, 2020; Tarmure et al., 2020). Hầu hết các tài liệu cho đến nay đều tập trung vào thuốc trừ sâu organophosphate (OP) (Sapbamrer và Seesen, 2020), liên kết việc tiếp xúc với các loại thuốc trừ sâu này với sự gia tăng tỷ lệ mắc các triệu chứng hô hấp như thở khò khè và khó thở (Chakraborty et al., 2009; Fareed et al., 2013; Fieten et al., 2009; Hansen et al., 2021; Ohayo-Mitoko et al., 2000). Ngoài ra, việc tiếp xúc với thuốc trừ sâu OP tại nơi làm việc có liên quan đến các phản ứng dị ứng như viêm mũi (Slager et al., 2010, Slager et al., 2009). Tiếp xúc nghề nghiệp với một số thuốc diệt nấm (ví dụ: dithiocarbamates, triazoles, captan) và thuốc diệt cỏ (ví dụ: paraquat, glyphosate (GLY), axit 2,4-dichlorophenoxyacetic (2,4-D)) cũng có liên quan đến tăng nguy cơ thở khò khè (Hoppin et al., 2017, Hoppin et al., 2006, Hoppin et al., 2002), hen suyễn dị ứng (Hoppin et al., 2009, Hoppin et al., 2008) và viêm mũi (Chatzi et al., 2007; Slager et al., 2009, Slager et al., 2010). Đáng chú ý, một nghiên cứu về những người phun thuốc trừ sâu mắc bệnh hen suyễn cho thấy việc tự báo cáo sử dụng thuốc diệt cỏ (ví dụ: GLY và paraquat), nhưng không phải thuốc trừ sâu hoặc thuốc diệt nấm, có liên quan đến việc giảm số lần hen suyễn tái phát (Henneberger và cộng sự, 2014).
Việc tiếp xúc nghề nghiệp với thuốc trừ sâu ở mức cao tại các quốc gia Mỹ Latinh và Caribe (LAC) đang là mối lo ngại do sự gia tăng nhanh chóng trong nông nghiệp cùng với việc sử dụng thuốc trừ sâu mạnh mẽ trong những thập kỷ gần đây (Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp, 2024). Tuy nhiên, cho đến nay, chỉ có một vài nghiên cứu đã xem xét mối liên hệ giữa việc tiếp xúc với thuốc trừ sâu với các kết quả về hô hấp và dị ứng ở công nhân nông nghiệp từ khu vực LAC (Buralli và cộng sự, 2018; Cezar-Vaz và cộng sự, 2016; Díaz-Criollo và cộng sự, 2020; Faria và cộng sự, 2005; Fieten và cộng sự, 2009). Ví dụ, một nghiên cứu về phụ nữ bản địa làm việc trong các đồn điền chuối ở Costa Rica cho thấy việc tự báo cáo về phơi nhiễm thuốc trừ sâu OP có liên quan đến tăng nguy cơ thở khò khè (Fieten et al., 2009). Trong một nghiên cứu về công nhân nông trại ở Brazil, việc thường xuyên sử dụng thuốc trừ sâu và hỗ trợ phun thuốc trừ sâu có liên quan đến tăng nguy cơ mắc các triệu chứng hen suyễn (Faria et al., 2005). Một nghiên cứu về nông dân gia đình ở Brazil đã tìm thấy mối liên hệ giữa việc tự báo cáo về phơi nhiễm thuốc trừ sâu và suy giảm chức năng phổi (Buralli et al., 2018). Theo hiểu biết của chúng tôi, chỉ có một trong các nghiên cứu được thực hiện ở các nước Mỹ Latinh và Caribe đánh giá phơi nhiễm thuốc trừ sâu bằng phương pháp đánh giá trực tiếp và xem xét tác động kết hợp của hỗn hợp thuốc trừ sâu (Díaz-Criollo et al., 2020). Trong nghiên cứu này về công nhân nông trại Colombia, phơi nhiễm paraquat mãn tính (ước tính bằng cách nhân nồng độ trong nước tiểu với số tháng phơi nhiễm) có liên quan đến tỷ lệ mắc bệnh hen suyễn cao hơn. Trong cùng một nghiên cứu, việc tự báo cáo sử dụng các hỗn hợp thuốc trừ sâu khác nhau có chứa paraquat có liên quan đến sự gia tăng tỷ lệ mắc các bệnh về hô hấp và dị ứng, bao gồm viêm mũi dị ứng và các kiểu tắc nghẽn trong phép đo chức năng hô hấp.
Hầu hết các nghiên cứu nghề nghiệp về hậu quả sức khỏe của thuốc trừ sâu chỉ đánh giá một loại thuốc trừ sâu cụ thể (ví dụ: OP, organochlorine, carbamate) hoặc các hoạt chất thuốc trừ sâu riêng lẻ (Zúñiga-Venegas et al., 2022). Tuy nhiên, ngày càng có nhiều bằng chứng cho thấy thuốc trừ sâu tác động lên các con đường sinh học chồng chéo và việc tiếp xúc với hỗn hợp thuốc trừ sâu có thể dẫn đến các tác động độc hại hiệp đồng (Laetz et al., 2009; Wang et al., 2017; Wei et al., 2021). Trong nghiên cứu hiện tại, chúng tôi đã áp dụng mô hình Bayesian để đánh giá mối liên hệ giữa các thành phần riêng lẻ của hỗn hợp thuốc trừ sâu và hỗn hợp thuốc trừ sâu tổng hợp với các kết quả về hô hấp và dị ứng được tự báo cáo ở những người lao động nông nghiệp ở Costa Rica.
2. Phương pháp nghiên cứu
2.1. Đối tượng nghiên cứu và quy trình
Trong nghiên cứu cắt ngang này, chúng tôi đã tuyển chọn 299 công nhân nông nghiệp từ 9 trang trại hữu cơ và 83 trang trại thông thường ở Quận Zarcero, Costa Rica (Fuhrimann et al., 2019; Staudacher et al., 2020; Winkler et al., 2019). Quy trình nghiên cứu cho dự án Sử dụng Thuốc trừ sâu trong Điều kiện Nhiệt đới (PESTROP) đã được mô tả chi tiết trước đây (Fuhrimann et al., 2019; Mora et al., 2022). Tóm lại, các công nhân nông nghiệp đủ điều kiện tham gia nghiên cứu là những người từ 18 tuổi trở lên và sở hữu/làm việc tại một trang trại hữu cơ/thông thường trong khu vực nghiên cứu. Những người tham gia nghiên cứu được đánh giá qua hai lần đến thăm được thực hiện từ tháng 7 đến tháng 8 năm 2016, tại nhà riêng hoặc tại các trang trại nơi họ làm việc (thường từ 8:00 sáng đến 7:00 tối). Trong lần khám ban đầu/đăng ký, nhân viên nghiên cứu được đào tạo đã tiến hành phỏng vấn người tham gia bằng một bảng câu hỏi có cấu trúc để thu thập thông tin về đặc điểm kinh tế xã hội, lịch sử việc làm, việc sử dụng thuốc trừ sâu, các bệnh lý có từ trước, việc sử dụng thuốc và các kết quả về hô hấp và dị ứng trong 12 tháng trước đó. Sau khi hoàn thành bảng câu hỏi, người tham gia đã cung cấp mẫu nước tiểu. Lần khám theo dõi diễn ra khoảng một tháng sau đó (trung bình độ lệch chuẩn = 29,7 2,7 ngày) và bao gồm việc thu thập thêm một mẫu nước tiểu.Ủy ban Đạo đức của Đại học Quốc gia Costa Rica (UNA-CECUNA-ACUE-04-2016) và Ủy ban Đạo đức Tây Bắc và Trung Thụy Sĩ (EKNZ-UBE 2016-00771) đã xem xét và phê duyệt tất cả các tài liệu và quy trình nghiên cứu. Người tham gia đã cung cấp sự đồng ý bằng văn bản khi đăng ký tham gia.
2.2. Đánh giá mức độ phơi nhiễm thuốc trừ sâu
Các mẫu nước tiểu thu thập được trong lần khám ban đầu và lần khám theo dõi được bảo quản ở -20 °C trong các ống ly tâm vô trùng 15 mL (Labcon®) và gửi đến Đại học Lund, Thụy Điển để phân tích. Các mẫu được phân tích 15 dấu ấn sinh học của thuốc trừ sâu (Bảng 1 và S1), sử dụng các phương pháp đã được mô tả trước đây (Mora et al., 2022; Norén et al., 2020). Tóm lại, các phân tích được thực hiện bằng phương pháp sắc ký lỏng-khối phổ bẫy ion tuyến tính ba tứ cực (LC/MS/MS; QTRAP 5500 hoặc 6500 +; AB Sciex, Framingham, MA, Hoa Kỳ). Tất cả các lô đều bao gồm các mẫu trắng trong phòng thí nghiệm và các mẫu kiểm soát chất lượng (QC). Độ chính xác giữa các lần chạy của các mẫu QC là 5–20%. Giới hạn phát hiện (LOD) và tần suất phát hiện được thể hiện trong Bảng 1.
| Urinary biomarkersa | LOD | % > LOD | σ2btwd | σ2withind | ICCd | Average of two measurementse | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1st measurementb | 2nd measurementc | GM (GSD) | Min | P25 | P50 | P75 | Max | |||||
| Insecticides | ||||||||||||
| TCPy | 0.10 | 100.0 | 100.0 | 2.38 | 0.64 | 0.79 | 13.98 (3.15) | 1.05 | 6.03 | 13.55 | 32.35 | 240.70 |
| IMPY | 0.05 | 89.2 | 92.0 | 2.81 | 2.03 | 0.58 | 0.48 (4.24) | <0.05 | 0.17 | 0.36 | 0.91 | 81.73 |
| DCCA | 0.05 | 99.3 | 99.6 | 0.82 | 1.37 | 0.37 | 3.01 (2.48) | 0.35 | 1.62 | 2.66 | 5.12 | 185.86 |
| 3-PBA | 0.05 | 97.3 | 99.3 | 1.13 | 1.36 | 0.45 | 1.67 (2.67) | 0.11 | 0.89 | 1.52 | 2.93 | 52.92 |
| CFCA | 0.05 | 71.6 | 78.9 | 0.54 | 1.29 | 0.29 | 0.17 (2.17) | <0.05 | 0.10 | 0.16 | 0.27 | 1.84 |
| 4F3PBA | 0.05 | 13.9 | 11.3 | 0.27 | 2.19 | 0.11 | <0.05 (2.31) | <0.05 | <0.05 | <0.05 | <0.05 | 0.30 |
| Fungicides | ||||||||||||
| ETU | 0.05 | 100.0 | 100.0 | 1.37 | 2.13 | 0.39 | 1.70 (3.16) | 0.06 | 0.84 | 1.51 | 3.24 | 118.49 |
| TEB-OH | 0.05 | 95.6 | 97.1 | 1.89 | 1.71 | 0.52 | 0.91 (3.44) | <0.05 | 0.37 | 0.88 | 1.93 | 35.54 |
| BOS-OH | 0.05 | 79.1 | 81.5 | 2.37 | 2.98 | 0.44 | 0.33 (3.99) | <0.05 | 0.14 | 0.32 | 0.78 | 13.12 |
| OH-P | 0.05 | 71.6 | 74.2 | 3.09 | 4.28 | 0.42 | 0.29 (6.85) | <0.05 | 0.07 | 0.16 | 0.69 | 658.96 |
| PEN-OH | 0.05 | 38.9 | 44.0 | 0.34 | 1.47 | 0.19 | 0.06 (2.09) | <0.05 | <0.05 | 0.06 | 0.09 | 0.63 |
| OH-T | 0.05 | 23.3 | 18.5 | 1.71 | 5.59 | 0.23 | <0.05 (6.46) | <0.05 | <0.05 | <0.05 | <0.05 | 10.20 |
| Herbicides | ||||||||||||
| GLY | 0.10 | 85.1 | 87.6 | 0.60 | 1.39 | 0.30 | 0.52 (2.41) | <0.10 | 0.30 | 0.50 | 0.87 | 32.96 |
| 2,4-D | 0.10 | 83.4 | 85.5 | 0.22 | 1.17 | 0.16 | 0.37 (2.16) | <0.10 | 0.24 | 0.33 | 0.47 | 32.10 |
| MCPA | 0.05 | 1.4 | 2.2 | 0.22 | 1.77 | 0.11 | <0.05 (2.15) | <0.05 | <0.05 | <0.05 | <0.05 | 0.14 |
Bảng 1. Phân bố nồng độ chất chỉ thị sinh học thuốc trừ sâu (đã điều chỉnh theo trọng lượng riêng) (không được ước tính) đo được trong mẫu nước tiểu của công nhân nông trại thu thập tại một hoặc hai thời điểm, Quận Zarcero, Costa Rica (n = 299).
Các từ viết tắt: n, số lượng người tham gia; LOD, giới hạn phát hiện; ICC, hệ số tương quan nội nhóm; GM, trung bình hình học; GSD, độ lệch chuẩn hình học; TCPy, 3,5,6-trichloro-2-pyridinol; IMPY, 2-isopropyl-4-methyl-6-hydroxypyrimidine; DCCA, axit 3-(2,2-dichlorovinyl)-2,2-dimethyl cyclopropane carboxylic; 3-PBA, axit 3-phenoxybenzoic; CFCA, axit chloro-3,3,3-trifluoro-1-propen-1-yl-2,2-dimethyl cyclopropane carboxylic; 4F3PBA, axit 4-fluoro-3-phenoxybenzoic; ETU, ethylenethiourea; TEB-OH, t-butyl-hydroxy tebuconazole; BOS-OH, boscalid-hydroxy; OH-P, 3-hydroxy-pyrimethanil; PEN-OH, penconazole-hydroxy; OH-T, 5-hydroxy-thiabendazole; GLY, glyphosate; 2,4-D, axit 2,4-dichlorophenoxyacetic; MCPA, axit 4-chloro-2-methylphenoxy acetic.
a. Đơn vị là ng/mL đối với tất cả các chất chỉ thị sinh học thuốc trừ sâu trong nước tiểu.
b. Mẫu nước tiểu được thu thập từ 296 công nhân nông trại.
c. Mẫu nước tiểu được thu thập từ 275 công nhân nông trại.
d. Phương sai giữa và trong công nhân và hệ số tương quan nội lớp (ICC) được tính toán và báo cáo cho nồng độ chất chỉ thị sinh học thuốc trừ sâu trong nước tiểu đã được điều chỉnh theo trọng lượng riêng và chuyển đổi log2 (không tính trung bình).
e. Đối với những công nhân nông trại chỉ có một kết quả đo, kết quả đo đó được sử dụng thay cho giá trị trung bình.
Chúng tôi đã quyết định trước đó chỉ đưa vào phân tích những dấu ấn sinh học thuốc trừ sâu có tần suất phát hiện từ 70% trở lên ở cả hai lần thăm khám (Lubin et al., 2004). Nồng độ dưới ngưỡng phát hiện (LOD) đối với các dấu ấn sinh học được chọn đã được ước tính bằng cách sử dụng hồi quy mạnh trên thống kê thứ tự (Helsel, 2011).
2.3. Đánh giá kết quả về hô hấp và dị ứng
Chúng tôi đã cho người tham gia làm bài khảo sát sức khỏe hô hấp cộng đồng châu Âu (ECRHS) phiên bản ngắn (Burney et al., 1994) để xác định các triệu chứng hen suyễn, viêm mũi, viêm phế quản mãn tính và chàm trong 12 tháng qua. Bài khảo sát ngắn này đã được sử dụng trước đây trong các nghiên cứu về dân số khu vực Mỹ Latinh và Caribe (Buralli et al., 2018; Fieten et al., 2009; Gascon et al., 2012; Rodríguez-Zamora et al., 2018).
Chúng tôi đã xây dựng một thang điểm triệu chứng hen suyễn (từ 0 đến 5), bao gồm tổng đơn giản của các câu trả lời tích cực cho năm triệu chứng hô hấp trong 12 tháng qua: (i) thở khò khè kèm khó thở, (ii) thức dậy với cảm giác tức ngực, (iii) thức dậy với cảm giác khó thở, (iv) khó thở vào ban ngày khi nghỉ ngơi, và (v) khó thở sau khi tập thể dục. Thang điểm hen suyễn này đã được chứng minh là có khả năng dự đoán phản ứng đường thở trong tương lai và việc sử dụng thuốc điều trị hen suyễn (Sunyer et al., 2007). Do sự phân bố của thang điểm triệu chứng hen suyễn, các điểm số có ≥3 triệu chứng được gộp lại thành một hạng mục duy nhất. Chúng tôi cũng đã xem xét riêng lẻ từng triệu chứng trong số năm triệu chứng hô hấp này. Ngoài ra, chúng tôi đã tạo ra một biến gọi là triệu chứng hen suyễn hoặc sử dụng thuốc, được định nghĩa là có ít nhất một trong các tiêu chí sau: (i) đang dùng bất kỳ loại thuốc hen suyễn nào tại thời điểm phỏng vấn, (ii) thức dậy cảm thấy khó thở trong 12 tháng qua, hoặc (iii) bị lên cơn hen suyễn vào một thời điểm nào đó trong 12 tháng qua (Kogevinas và cộng sự, 1999). Chúng tôi định nghĩa viêm mũi là hắt hơi và bị sổ mũi hoặc nghẹt mũi mà không bị cảm lạnh hoặc cúm trong 12 tháng qua (Slager và cộng sự, 2009). Chúng tôi định nghĩa viêm phế quản mãn tính là sự kết hợp giữa ho và đờm trong hầu hết các ngày trong ít nhất ba tháng liên tiếp (Hiệp hội Lồng ngực Hoa Kỳ, 2005). Cuối cùng, chúng tôi định nghĩa bệnh chàm là sự xuất hiện và biến mất của phát ban ngứa ở phía trước mắt cá chân, phía sau đầu gối, dưới mông, ở các nếp gấp khuỷu tay, hoặc xung quanh cổ, tai hoặc mắt, trong ít nhất 6 tháng trong năm qua (Fieten và cộng sự, 2009).
2.4. Phân tích thống kê
Chúng tôi ước tính hệ số tương quan nội nhóm (ICC) bằng cách sử dụng mô hình hiệu ứng hỗn hợp (McGraw và Wong, 1996) để so sánh sự biến thiên giữa các cá thể và trong cùng một cá thể về nồng độ chất chỉ thị sinh học thuốc trừ sâu được điều chỉnh theo trọng lượng riêng. Sau đó, chúng tôi tính trung bình nồng độ chất chỉ thị sinh học thuốc trừ sâu trên hai mẫu nước tiểu được thu thập cho mỗi công nhân nông trại và chuyển đổi logarit cơ số 2 của các nồng độ trung bình này để giảm ảnh hưởng của các giá trị cực đoan (nếu một người tham gia chỉ cung cấp một mẫu nước tiểu, chúng tôi sử dụng phép đo đó). Chúng tôi đã kiểm tra mối tương quan giữa nồng độ trung bình được điều chỉnh theo trọng lượng riêng của các chất chỉ thị sinh học thuốc trừ sâu trong nước tiểu bằng cách sử dụng hệ số tương quan Spearman (rs).
Để đánh giá mối liên hệ của từng dấu ấn sinh học thuốc trừ sâu trong hỗn hợp với các kết quả về hô hấp và dị ứng cần quan tâm, chúng tôi đã sử dụng mô hình hồi quy logistic Bayes (Inglis et al., 2018) cho các kết quả nhị phân (ví dụ: triệu chứng hen suyễn hoặc sử dụng thuốc, bệnh chàm, viêm mũi và viêm phế quản mãn tính) và mô hình hồi quy nhị thức âm Bayes (Jornsatian và Bodhisuwan, 2022) cho các kết quả có nhiều hơn hai loại (tức là điểm số hen suyễn), với tất cả các dấu ấn sinh học thuốc trừ sâu trong nước tiểu được đưa vào đồng thời. Các biến kiểm soát được chọn trước bằng cách sử dụng đồ thị không chu trình có hướng (DAG) (Hình S1) và bao gồm tuổi (được xác định là yếu tố gây nhiễu, được mô hình hóa như một biến liên tục) và tình trạng hút thuốc (một yếu tố dự báo mạnh mẽ của các kết quả, được mô hình hóa như một biến nhị phân: đã từng hút thuốc so với chưa từng hút thuốc). Tất cả các mô hình Bayes đều sử dụng phân phối tiên nghiệm không thông tin với phân phối chuẩn và có một chuỗi duy nhất gồm 10.000 lần lặp với 500 lần khởi động và 2 là tham số làm mỏng. Tất cả các mô hình đều được kiểm tra độ hội tụ bằng cách sử dụng thử nghiệm Heidelberger.
Chúng tôi đánh giá tính phi tuyến tính của mối liên hệ giữa phơi nhiễm và kết quả bằng cách so sánh (i) các mô hình hồi quy Bayes với nồng độ chất chỉ thị sinh học thuốc trừ sâu trong nước tiểu được mô hình hóa dưới dạng biến tuyến tính với (ii) các mô hình hồi quy Bayes với nồng độ trong nước tiểu được mô hình hóa dưới dạng các số hạng bậc hai, sử dụng phương pháp kiểm định chéo Bayes loại bỏ một phần tử để ước tính mật độ dự đoán điểm logarit dự kiến (Vehtari et al., 2017a, Vehtari et al., 2017b). Tất cả các mô hình tuyến tính đều hoạt động tốt hơn các mô hình bậc hai, cho thấy tính tuyến tính của các mối liên hệ (Bảng S2). Khi chúng tôi vẽ biểu đồ xác suất dự đoán so với từng biến dự đoán (Hình S2) và phần dư Bayes so với từng biến dự đoán (Hình S3) bằng cách sử dụng các đường làm mịn để xác định xem mối liên hệ giữa phơi nhiễm và kết quả có tuyến tính về mặt trực quan hay không, chúng tôi không tìm thấy bằng chứng về tính phi tuyến tính.
Tỷ lệ chênh lệch đã điều chỉnh ước tính (aOR) và khoảng tin cậy 95%
Chúng tôi đánh giá tính phi tuyến tính của mối liên hệ giữa phơi nhiễm và kết quả bằng cách so sánh (i) các mô hình hồi quy Bayes với nồng độ chất chỉ thị sinh học thuốc trừ sâu trong nước tiểu được mô hình hóa dưới dạng biến tuyến tính với (ii) các mô hình hồi quy Bayes với nồng độ trong nước tiểu được mô hình hóa dưới dạng các số hạng bậc hai, sử dụng phương pháp kiểm định chéo Bayes loại bỏ một phần tử để ước tính mật độ dự đoán điểm logarit kỳ vọng (Vehtari et al., 2017a, Vehtari et al., 2017b). Tất cả các mô hình tuyến tính đều hoạt động tốt hơn các mô hình bậc hai, cho thấy tính tuyến tính của các mối liên hệ (Bảng S2). Khi chúng tôi vẽ biểu đồ xác suất dự đoán so với từng biến dự báo (Hình S2) và phần dư Bayes so với từng biến dự báo (Hình S3) bằng cách sử dụng các đường làm mịn để xác định xem mối liên hệ giữa phơi nhiễm và kết quả có tuyến tính về mặt trực quan hay không, chúng tôi không tìm thấy bằng chứng về tính phi tuyến tính.
Tỷ lệ chênh lệch đã điều chỉnh ước tính (aOR) và khoảng tin cậy 95% (CrI) thể hiện sự thay đổi về tỷ lệ mắc một kết quả hoặc tỷ lệ có điểm triệu chứng hen suyễn cao hơn trên mỗi lần tăng gấp đôi nồng độ chất chỉ thị sinh học thuốc trừ sâu trong nước tiểu sau khi điều chỉnh các yếu tố gây nhiễu tiềm ẩn và tất cả các nồng độ chất chỉ thị sinh học thuốc trừ sâu khác trong nước tiểu.
Chúng tôi đã triển khai hồi quy Tổng lượng tử có trọng số Bayes (BWQS) (Colicino et al., 2020) để kiểm tra mối liên hệ giữa phơi nhiễm với hỗn hợp thuốc trừ sâu tổng hợp với các kết quả quan tâm. BWQS là một phương pháp dựa trên lượng tử có giám sát, trong đó các yếu tố phơi nhiễm quan tâm được kết hợp thành một chỉ số có trọng số, để cung cấp hiệu ứng hỗn hợp tổng hợp và phần trăm đóng góp của mỗi yếu tố phơi nhiễm trong hỗn hợp (Colicino et al., 2020). Tất cả các mô hình BWQS đều sử dụng phân phối tiên nghiệm không thông tin với phân phối chuẩn và có một chuỗi duy nhất gồm 10.000 lần lặp, với 5000 lần khởi động và 10 là tham số làm mỏng. Tất cả các mô hình đều có thống kê giảm quy mô tiềm năng xấp xỉ bằng 1, cho thấy sự hội tụ tốt. Tỷ lệ chênh lệch đã điều chỉnh ước tính (aOR) và khoảng tin cậy (CrI) thể hiện sự thay đổi về tỷ lệ mắc bệnh hoặc tỷ lệ có điểm triệu chứng hen suyễn cao hơn trên mỗi lần tăng gấp đôi nồng độ hỗn hợp dấu ấn sinh học trong nước tiểu sau khi điều chỉnh các yếu tố gây nhiễu tiềm ẩn. Để xác định bằng chứng về các mối liên hệ, chúng tôi trình bày CrI 95%, 90% và 80%.
2.5. Phân tích độ nhạy
Để đánh giá tính vững chắc của các mối liên hệ quan sát được, chúng tôi đã tiến hành các phân tích độ nhạy sau: (i) chúng tôi loại trừ phụ nữ khỏi các mô hình hồi quy Bayes vì các kết quả về hô hấp và dị ứng được biết là khác nhau theo giới tính (Hunninghake et al., 2010; Li et al., 2015; Okuyama et al., 2011) (chúng tôi không đủ mạnh để kiểm tra các mối liên hệ giữa phơi nhiễm và kết quả quan tâm chỉ ở phụ nữ), và (ii) chúng tôi mô hình hóa việc tự báo cáo về phơi nhiễm thuốc trừ sâu dưới dạng biến nhị phân (tức là công nhân báo cáo đã sử dụng bất kỳ loại thuốc trừ sâu nào trong 12 tháng qua so với công nhân báo cáo không sử dụng bất kỳ loại thuốc trừ sâu nào) và áp dụng các mô hình hồi quy logistic đa biến.
Chúng tôi đã tiến hành tất cả các phân tích bằng cách sử dụng R phiên bản 4.3.2 (R Foundation for Statistical Computing, Áo). Các mô hình Bayes được triển khai bằng cách sử dụng các gói JAGS (Ross, 2022) và brms, trong khi các phân tích BWQS được triển khai bằng cách sử dụng gói bwqs.
3. Kết quả
3. Kết quả
3.1. Đặc điểm dân số nghiên cứu
Hầu hết công nhân nông nghiệp trong nghiên cứu của chúng tôi là nam giới (91%), sinh ra ở Costa Rica (59%), có trình độ học vấn từ lớp 6 trở xuống (69%), sống trên mức nghèo khổ của Costa Rica (61%) và làm việc trong trang trại truyền thống (84%; Bảng 2). Một nửa trong số họ (50%) chưa bao giờ hút thuốc. Tuổi trung vị (P25-P75) và thời gian tiếp xúc với thuốc trừ sâu lần lượt là 33 (24–49) năm và 16 (8–32) năm.
| Characteristic | n (%) |
|---|---|
| Sex | |
| Male | 272 (91.0) |
| Female | 27 (9.0) |
| Country of birth | |
| Costa Rica | 177 (59.2) |
| Nicaragua | 122 (40.8) |
| Age (years) | |
| Median (P25-P75) | 33 (24–49) |
| ≤24 | 75 (25.1) |
| 25–39 | 109 (36.5) |
| ≥40 | 115 (38.5) |
| Education level | |
| ≤6th grade | 205 (68.6) |
| 7-11th grade | 94 (31.4) |
| Poverty status | |
| ≤Poverty line | 97 (32.4) |
| >Poverty line | 182 (60.9) |
| Missing | 20 (6.7) |
| Marital status | |
| Married | 183 (61.2) |
| Single | 116 (38.8) |
| Smoking status | |
| Never | 149 (49.8) |
| Ever | 150 (50.2) |
| Water source | |
| Pipe/tap water | 192 (64.2) |
| Other water source | 107 (35.8) |
| Type of farming practice | |
| Organic | 48 (16.1) |
| Conventional | 251 (83.9) |
| Job category | |
| Farm worker | 186 (62.2) |
| Farm owner | 113 (37.8) |
| Time working in agriculture (years) | |
| Median (P25-P75) | 18 (9–34) |
| <18 | 146 (48.8) |
| ≥18 | 153 (51.2) |
| Time handling pesticides (years) | |
| Median (P25-P75) | 16 (8–32) |
| <16 | 126 (42.1) |
| ≥16 | 145 (48.5) |
| Missing | 28 (9.4) |
| Any training on safe practices for pesticide use | |
| No | 130 (43.5) |
| Yes | 123 (41.1) |
| Missing | 46 (15.4) |
| Any pesticide application during the last 12 months | |
| No | 46 (15.4) |
| Yes | 253 (84.6) |
| Any pesticide application during the last week | |
| No | 89 (29.8) |
| Yes | 210 (70.2) |
Bảng 2. Đặc điểm kinh tế xã hội và nghề nghiệp của dân số nghiên cứu, Quận Zarcero, Costa Rica (n = 299).
Một phần ba (34%) số công nhân nông trại cho biết đã từng có ít nhất một trong năm triệu chứng hen suyễn riêng lẻ trong 12 tháng qua (Bảng 3). Các triệu chứng hen suyễn phổ biến nhất trong 12 tháng qua là thức dậy với cảm giác tức ngực (22%) và thở khò khè kèm khó thở (15%). Viêm mũi trong 12 tháng qua được báo cáo bởi một phần tư (25%) số người tham gia nghiên cứu (Bảng 3).
| Outcomes | n (%) |
|---|---|
| Individual asthma symptoms in the last 12 months | |
| Wheezing with shortness of breath | 46 (15.4) |
| Waking up with a feeling of chest tightness | 66 (22.1) |
| Shortness of breath at rest | 34 (11.4) |
| Shortness of breath after exercise | 22 (7.4) |
| Waking up with a feeling of shortness of breath | 31 (10.4) |
| Asthma symptom score | |
| 0 | 198 (66.2) |
| 1 | 45 (15.0) |
| 2 | 30 (10.0) |
| 3 | 12 (4.0) |
| 4 | 12 (4.0) |
| 5 | 2 (0.7) |
| Asthma symptoms or medication use | 36 (12.0) |
| Rhinitis | 76 (25.4) |
| Chronic bronchitis | 20 (6.7) |
| Eczema | 42 (14.0) |
Bảng 3. Tỷ lệ mắc các bệnh về đường hô hấp và dị ứng ở những người tham gia nghiên cứu, Quận Zarcero, Costa Rica (n = 299).
3.2. Phân bố nồng độ các chất chỉ thị sinh học thuốc trừ sâu trong nước tiểu
Tần suất phát hiện của 15 chất chỉ thị sinh học thuốc trừ sâu dao động từ 1,4% đến 100%, trong đó 11 chất chỉ thị có tần suất phát hiện trên 70% trong các mẫu nước tiểu được thu thập ở cả hai lần thăm khám (tức là TCPy, IMPY, DCCA, 3-PBA, CFCA, ETU, TEB-OH, BOS-OH, OH-P, GLY và 2,4-D) (Bảng 1). Chỉ có ba trong số 11 nồng độ chất chỉ thị sinh học thuốc trừ sâu biến đổi nhiều hơn giữa các người tham gia so với trong cùng một người tham gia (ICC >0,50; tức là TCPy, IMPY và TEB-OH). Hệ số tương quan giữa các chất chỉ thị sinh học thuốc trừ sâu trung bình rất khác nhau (rs = −0,08 đến 0,90), nhưng hệ số tương quan cao nhất được quan sát thấy giữa 3-PBA và DCCA (rs = 0,90; Hình S4).
Công nhân nam có nồng độ TCPy, IMPY, DCCA, 3-PBA, ETU và TEB-OH trong nước tiểu cao hơn công nhân nữ (Bảng S3a và S3b). Công nhân Nicaragua có nồng độ TCPy, IMPY, TEB-OH và 2,4-D trong nước tiểu cao hơn công nhân Costa Rica. Công nhân nông nghiệp có trình độ học vấn từ lớp 6 trở xuống có nồng độ TCPy và GLY trong nước tiểu cao hơn những người có trình độ học vấn cao hơn. Công nhân từng hút thuốc có nồng độ TCPy, DCCA, 3-PBA và TEB-OH trong nước tiểu cao hơn so với những người chưa từng hút thuốc. Công nhân làm việc tại các trang trại thông thường có nồng độ chất chỉ thị sinh học thuốc trừ sâu và thuốc diệt nấm trong nước tiểu cao hơn so với những người làm việc tại các trang trại hữu cơ (Bảng S3a và S3b). Những người tham gia đã sử dụng bất kỳ loại thuốc trừ sâu nào trong 12 tháng qua hoặc tuần trước khi tham gia nghiên cứu có nồng độ chất chuyển hóa thuốc trừ sâu trong nước tiểu cao hơn so với những người không sử dụng thuốc trừ sâu (Bảng S3a).
3.3. Mối liên hệ giữa các dấu ấn sinh học thuốc trừ sâu riêng lẻ trong hỗn hợp với các kết quả về hô hấp và dị ứng
Trong các mô hình hồi quy Bayes được điều chỉnh cho tất cả nồng độ dấu ấn sinh học thuốc trừ sâu trong nước tiểu, chúng tôi nhận thấy rằng nồng độ IMPY trong nước tiểu được điều chỉnh theo trọng lượng riêng cao hơn có liên quan đến tỷ lệ mắc một số triệu chứng hen suyễn cao hơn ví dụ: thức dậy với cảm giác tức ngực (aOR cho mỗi lần tăng gấp đôi nồng độ = 1,22; 95% CrI: 1,04, 1,41), khó thở khi nghỉ ngơi (aOR = 1,38; 95% CrI: 1,13, 1,68) và thức dậy với cảm giác khó thở (aOR = 1,37; 95% CrI: 1,12, 1,69); Bảng S4a. Nồng độ IMPY cao hơn cũng liên quan đến tăng nguy cơ mắc các biến chứng hô hấp và dị ứng bất lợi, bao gồm điểm số triệu chứng hen suyễn cao hơn (aOR = 1,15; 95% CrI: 1,04, 1,27), các triệu chứng hen suyễn hoặc sử dụng thuốc (aOR = 1,37; 95% CrI: 1,13, 1,67) và viêm mũi (aOR = 1,34; 95% CrI: 1,15, 1,56; Hình 1a và Bảng S4a). Chúng tôi nhận thấy rằng nồng độ BOS-OH cao hơn liên quan đến tăng nguy cơ mắc các triệu chứng hen suyễn hoặc sử dụng thuốc (aOR = 1,24; 95% CrI: 1,00, 1,55), trong khi nồng độ OH-P cao hơn liên quan đến tăng nguy cơ mắc bệnh chàm (aOR = 1,11; 95% CrI: 0,99, 1,24; Hình 1b và Bảng S4b).
Hình 1. Mối liên hệ đã hiệu chỉnh aOR (95% CrI) giữa nồng độ chất chỉ thị sinh học thuốc trừ sâu trong nước tiểu (được ước tính và hiệu chỉnh theo trọng lượng riêng) với các kết quả về hô hấp và dị ứng ở công nhân nông trại, Quận Zarcero, Costa Rica, được đánh giá bằng mô hình Bayes (n = 299).
Từ viết tắt: OR, tỷ lệ chênh lệch; CrI, khoảng tin cậy; TCPy, 3,5,6-trichloro-2-pyridinol; IMPY, 2-isopropyl-4-methyl-6-hydroxypyrimidine; DCCA, axit 3-(2,2-dichlorovinyl)-2,2-dimethyl cyclopropane carboxylic; 3-PBA, axit 3-phenoxybenzoic; CFCA, axit chloro-3,3,3-trifluoro-1-propen-1-yl-2,2-dimethyl cyclopropane carboxylic; ETU, ethylenethiourea; TEB-OH, t-butyl-hydroxy tebuconazole; BOS-OH, boscalid-hydroxy; OH-P, 3-hydroxy-pyrimethanil; GLY, glyphosate; 2,4-D, axit 2,4-dichlorophenoxyacetic. aOR biểu thị sự thay đổi về tỷ lệ xuất hiện kết quả bất lợi trên mỗi lần tăng gấp đôi nồng độ chất chỉ điểm sinh học trong nước tiểu, sau khi điều chỉnh theo tuổi (liên tục), tình trạng hút thuốc (đã từng hút thuốc so với chưa từng hút thuốc) và tất cả các chất chỉ điểm sinh học thuốc trừ sâu khác trong nước tiểu.
Chúng tôi nhận thấy mối liên hệ nghịch đảo giữa nồng độ thuốc diệt cỏ trong nước tiểu với các kết quả về hô hấp và dị ứng. Ví dụ, nồng độ GLY cao hơn có liên quan đến tỷ lệ thức dậy với cảm giác tức ngực thấp hơn (aOR = 0,68; 95% CrI: 0,51, 0,91), điểm số triệu chứng hen suyễn cao hơn (aOR = 0,84; 95% CrI: 0,69, 1,02) và viêm phế quản mãn tính (aOR = 0,63; 95% CrI: 0,39, 1,01). Ngoài ra, nồng độ 2,4-D cao hơn có liên quan đến giảm nguy cơ mắc bệnh chàm (aOR = 0,63; 95% CrI: 0,39, 0,97; Hình 1c và Bảng S4b).
3.4. Mối liên hệ của hỗn hợp thuốc trừ sâu với các kết quả về hô hấp và dị ứng
Trong phân tích BWQS, chúng tôi tìm thấy một số bằng chứng về mối liên hệ tích cực giữa hỗn hợp dấu ấn sinh học thuốc trừ sâu trong nước tiểu và tăng nguy cơ thức dậy với cảm giác tức ngực (aOR = 1,51; 80% CrI: 1,00, 2,20) và thức dậy với cảm giác khó thở (aOR = 1,80; 80% CrI: 1,12, 2,78) ở mức ý nghĩa 20% (Bảng S5). Các chất đóng góp lớn nhất vào mối liên hệ của hỗn hợp là CFCA (16%) và/hoặc IMPY (12% cho cả hai mối liên hệ; Hình 2). Chúng tôi cũng quan sát thấy mối liên hệ tích cực giữa hỗn hợp dấu ấn sinh học thuốc trừ sâu và tăng nguy cơ viêm mũi (aOR = 1,96; 95% CrI: 1,14, 3,20) ở mức ý nghĩa 5% (Bảng S5). IMPY là yếu tố đóng góp lớn nhất vào mối liên hệ hỗn hợp (19%; Hình 3).
3.5. Phân tích độ nhạy
Mối liên hệ giữa các chất chuyển hóa thuốc trừ sâu trong nước tiểu với các kết quả về hô hấp và dị ứng vẫn không thay đổi khi chúng tôi loại trừ phụ nữ khỏi các mô hình hồi quy Bayes (Bảng S6a và S6b). Khi chúng tôi mô hình hóa việc tự báo cáo về phơi nhiễm thuốc trừ sâu dưới dạng biến nhị phân, chúng tôi nhận thấy tỷ lệ mắc viêm mũi tăng lên ở những người lao động báo cáo đã sử dụng bất kỳ loại thuốc trừ sâu nào trong 12 tháng qua so với những người lao động báo cáo không sử dụng bất kỳ loại thuốc trừ sâu nào (Bảng S7).
4. Mối liên hệ giữa thuốc bảo vệ thực vật và bệnh hô hấp
Trong nghiên cứu này về công nhân nông trại ở Costa Rica, chúng tôi nhận thấy rằng nồng độ thuốc trừ sâu OP diazinon và một số chất chuyển hóa thuốc diệt nấm trong nước tiểu cao hơn có liên quan đến tăng nguy cơ mắc các bệnh về hô hấp và dị ứng, bao gồm hen suyễn, viêm mũi và chàm. Ngược lại, nồng độ thuốc diệt cỏ trong nước tiểu cao hơn lại liên quan đến giảm nguy cơ mắc các bệnh về hô hấp và dị ứng. Trong phân tích BWQS, chúng tôi tìm thấy bằng chứng về mối liên hệ hỗn hợp giữa các dấu ấn sinh học thuốc trừ sâu trong nước tiểu với nguy cơ tăng cao bị thức dậy với cảm giác tức ngực, khó thở và viêm mũi. IMPY và CFCA được xác định là những chất đóng góp quan trọng nhất vào các mối liên hệ hỗn hợp này.
Kết quả của chúng tôi về mối liên hệ giữa phơi nhiễm thuốc trừ sâu OP với bệnh hen suyễn phù hợp với kết quả của Nghiên cứu Sức khỏe Nông nghiệp (AHS) ở Hoa Kỳ (Hoppin et al., 2009, Hoppin et al., 2008) và các nghiên cứu ở các quốc gia có thu nhập thấp và trung bình (LMICs) (Chakraborty et al., 2009; Ndlovu et al., 2014). Ví dụ, một phân tích dữ liệu AHS đã liên kết việc tự báo cáo sử dụng thuốc trừ sâu OP (tức là diazinon, parathion và coumaphos) với bệnh hen suyễn dị ứng khởi phát ở người lớn trong số các nông dân nam ở Iowa và Bắc Carolina (Hoppin et al., 2009). Một phân tích AHS khác cho thấy việc tự báo cáo sử dụng một số thuốc trừ sâu OP khác ngoài diazinon có liên quan chặt chẽ với bệnh hen suyễn dị ứng khởi phát ở người lớn trong số các nông dân nữ (Hoppin et al., 2008). Tương tự, các nghiên cứu về công nhân nông trại ở Ấn Độ và Nam Phi đã báo cáo mối liên hệ giữa sự ức chế acetylcholinesterase (AChE) – một dấu ấn sinh học của việc tiếp xúc với thuốc trừ sâu OP và carbamate – với bệnh hen suyễn được bác sĩ chẩn đoán (Chakraborty et al., 2009) và điểm số triệu chứng hen suyễn cao hơn (Ndlovu et al., 2014). Một nghiên cứu về phụ nữ bản địa làm việc trong các đồn điền chuối ở Costa Rica cho thấy việc tự báo cáo tiếp xúc với thuốc trừ sâu OP có liên quan đến tăng nguy cơ thở khò khè nhưng không liên quan đến hen suyễn hoặc chức năng phổi (Fieten et al., 2009). Đáng chú ý, một nghiên cứu về nữ công nhân nông thôn ở Nam Phi không tìm thấy mối liên hệ nào giữa nồng độ chất chuyển hóa thuốc trừ sâu OP trong nước tiểu và bệnh hen suyễn khởi phát ở tuổi trưởng thành (Mwanga et al., 2016). Cuối cùng, một phân tích AHS về những người phun thuốc trừ sâu mắc bệnh hen suyễn đang hoạt động đã quan sát thấy không có mối liên hệ nào giữa việc tự báo cáo sử dụng thuốc trừ sâu OP với tình trạng hen suyễn trầm trọng hơn (Henneberger et al., 2014).
Tương tự như những phát hiện của chúng tôi về mối liên hệ giữa việc tiếp xúc với thuốc trừ sâu OP và viêm mũi, các phân tích AHS về những người phun thuốc trừ sâu thương mại ở Iowa (Slager et al., 2009) và nông dân tư nhân ở Iowa và Bắc Carolina (Slager et al., 2010) đã liên kết việc tự báo cáo sử dụng thuốc trừ sâu OP diazinon trong 12 tháng qua với bệnh viêm mũi. Tương tự, một nghiên cứu về công nhân nông trại tiếp xúc với thuốc trừ sâu OP và carbamate ở Ấn Độ đã quan sát thấy mối liên hệ giữa việc tự báo cáo sử dụng thuốc trừ sâu và ức chế AChE với viêm mũi và viêm phế quản mãn tính (Chakraborty et al., 2009). Ngược lại, một nghiên cứu về nông dân trồng nho ở Hy Lạp lại báo cáo không có mối liên hệ nào giữa việc tự báo cáo sử dụng thuốc trừ sâu OP với viêm mũi (Chatzi et al., 2007). Sự khác biệt trong kết quả giữa nghiên cứu của chúng tôi và các nghiên cứu trước đây có thể là do sự khác biệt về đặc điểm kinh tế xã hội, môi trường và nghề nghiệp giữa các quần thể nghiên cứu. Ngoài ra, sự khác biệt trong phương pháp đánh giá phơi nhiễm thuốc trừ sâu (ví dụ: giám sát sinh học so với tự báo cáo sử dụng), cũng như sự khác biệt trong thiết kế nghiên cứu (ví dụ: nghiên cứu cắt ngang so với nghiên cứu đoàn hệ), kích thước mẫu, định nghĩa về kết quả hô hấp và dị ứng, và phương pháp phân tích dữ liệu (ví dụ: mô hình hỗn hợp thuốc trừ sâu so với mô hình phơi nhiễm thuốc trừ sâu riêng lẻ) cũng có thể góp phần vào những sự khác biệt này. Các nghiên cứu trên động vật đã chỉ ra rằng thuốc trừ sâu OP có thể gây ra phản ứng quá mẫn đường thở bằng cách ức chế AChE và làm gián đoạn chức năng của thụ thể muscarinic M2 thần kinh, vốn thường ức chế sự giải phóng acetylcholine từ các dây thần kinh phó giao cảm chi phối cơ trơn của đường thở (Fryer et al., 2004; Lein, 2004). Mặc dù chưa được chứng minh bằng thực nghiệm, nhưng có khả năng phản ứng quá mẫn đường thở này còn bị ảnh hưởng bởi nhiều cơ chế gây độc thần kinh của thuốc trừ sâu OP, bao gồm viêm thần kinh, stress oxy hóa và thay đổi tính dẻo dai của thần kinh (Shaffo et al., 2018). Các phản ứng viêm do thuốc trừ sâu OP gây ra có thể tăng lên do mẫn cảm với các chất gây dị ứng trong nông trại (Hoppin et al., 2009, Hoppin et al., 2008). Các nghiên cứu trên chuột lang cho thấy rằng việc mẫn cảm với kháng nguyên ovalbumin làm giảm liều ngưỡng, làm trầm trọng thêm tác động của thuốc trừ sâu OP lên chứng co thắt phế quản do dây thần kinh phế vị gây ra, và làm thay đổi cơ chế phản ứng quá mẫn trở nên phụ thuộc vào bạch cầu ái toan ở động vật tiếp xúc với parathion và chlorpyrifos, nhưng không phải với diazinon (Proskocil et al., 2015, Proskocil et al., 2008).
Ít nghiên cứu nào xem xét mối liên hệ giữa việc tiếp xúc với thuốc diệt nấm – dưới dạng thuốc trừ sâu hoặc các hoạt chất riêng lẻ – với các vấn đề về hô hấp và dị ứng (Alhanti et al., 2022; Chatzi et al., 2007; Henneberger et al., 2014; Hoppin et al., 2009, Hoppin et al., 2008; Slager et al., 2010, Slager et al., 2009). Ví dụ, một nghiên cứu trên phụ nữ sống gần các đồn điền chuối ở Costa Rica cho thấy nồng độ OH-T (một chất chuyển hóa của thiabendazole) trong nước tiểu cao hơn có liên quan đến điểm số hen suyễn tăng cao (Alhanti et al., 2022). Tương tự, các phân tích sử dụng dữ liệu AHS cho thấy việc tự báo cáo sử dụng captan ở nam nông dân (Hoppin et al., 2009) và metalaxyl ở nữ nông dân (Hoppin et al., 2008) có liên quan đến bệnh hen suyễn khởi phát ở người lớn do dị ứng. Một phân tích riêng biệt của AHS đã tìm thấy mối liên hệ giữa việc tự báo cáo sử dụng captan ở nông dân tư nhân (Slager et al., 2010) và benomyl ở người phun thuốc trừ sâu thương mại (Slager et al., 2009) với bệnh viêm mũi. Cuối cùng, một nghiên cứu về nông dân trồng nho ở Hy Lạp cho thấy việc tự báo cáo sử dụng thuốc diệt nấm dithiocarbamate và triazole có liên quan đến các triệu chứng viêm mũi dị ứng (Chatzi et al., 2007).
Một số ít nghiên cứu đã xem xét mối liên hệ giữa phơi nhiễm thuốc diệt cỏ và các kết quả về hô hấp với kết quả trái ngược nhau (Chatzi et al., 2007; Henneberger et al., 2014; Hoppin et al., 2009, Hoppin et al., 2008; Slager et al., 2010, Slager et al., 2009). Ví dụ, một nghiên cứu trên các nữ nông dân thuộc AHS cho thấy việc tự báo cáo tiếp xúc với 2,4-D và GLY có liên quan tích cực đến bệnh hen suyễn dị ứng khởi phát ở người lớn sau 20 tuổi (Hoppin et al., 2008). Ngược lại, một nghiên cứu trên các nam nông dân thuộc AHS lại quan sát thấy không có mối liên hệ nào giữa việc tự báo cáo tiếp xúc với 2,4-D và GLY với bệnh hen suyễn dị ứng khởi phát ở người lớn (Hoppin et al., 2009). Một nghiên cứu gần đây hơn trên những người phun thuốc trừ sâu thuộc AHS mắc bệnh hen suyễn đang hoạt động đã quan sát thấy mối liên hệ nghịch đảo giữa việc tự báo cáo sử dụng GLY và paraquat (một loại thuốc diệt cỏ khác) với tình trạng hen suyễn trầm trọng hơn (Henneberger et al., 2014). Các tác giả chỉ ra rằng những mối liên hệ này có thể là do hiệu ứng người lao động khỏe mạnh (tức là những người lao động mắc bệnh hen suyễn tránh tiếp xúc lặp đi lặp lại làm trầm trọng thêm các triệu chứng của họ). Trong nghiên cứu của chúng tôi, chúng tôi nhận thấy rằng nồng độ GLY trong nước tiểu cao hơn có liên quan đến việc giảm khả năng có điểm số triệu chứng hen suyễn cao hơn và viêm phế quản mãn tính. Chúng tôi không thể loại trừ khả năng các ước tính hiệu quả trong nghiên cứu của chúng tôi bị sai lệch do hiệu ứng người lao động khỏe mạnh (Eisen et al., 2012). Tuy nhiên, như đã được mô tả trong các nghiên cứu trước đây (Cedergreen et al., 2007; Gatidou et al., 2015; Santos et al., 2011), “hiệu ứng đối kháng” của thuốc diệt cỏ trong bối cảnh hỗn hợp thuốc trừ sâu (tức là hiệu quả kết hợp của nhiều loại thuốc trừ sâu nhỏ hơn tổng hiệu quả riêng lẻ của chúng) cũng có thể xảy ra.
Nghiên cứu của chúng tôi có một số hạn chế, bao gồm cỡ mẫu nhỏ và thiết kế nghiên cứu cắt ngang. Thời gian nghiên cứu ngắn (1-2 tháng), và nồng độ chất chỉ thị sinh học trong nước tiểu được đo đồng thời với việc đánh giá triệu chứng, gây khó khăn cho việc thiết lập mối quan hệ nhân quả. Mặc dù chúng tôi đưa ra giả thuyết rằng nồng độ chất chỉ điểm sinh học trong nước tiểu có liên quan đến việc tiếp xúc nhiều với thuốc trừ sâu (Freisthler et al., 2022), nhưng những nồng độ này cũng có thể bị ảnh hưởng bởi các biến đổi sinh lý về tình trạng hydrat hóa, lưu lượng nước tiểu, biến thể gen, gắng sức và tiếp xúc đồng thời (DeBord et al., 2022). Tương tự, điều kiện nhịn ăn khi lấy mẫu có thể ảnh hưởng đến nồng độ chất chỉ điểm sinh học trong nước tiểu (Eskenazi et al., 2023; Ioannou et al., 2023; LaKind et al., 2019) và có thể dẫn đến việc phân loại sai mức độ tiếp xúc. Hơn nữa, vì các triệu chứng và kết quả được báo cáo tự nguyện, nên không thể loại trừ khả năng sai lệch trong báo cáo hoặc khả năng nhớ lại của công nhân nông trại. Chúng tôi không tiến hành các đánh giá lâm sàng (ví dụ: xét nghiệm chức năng phổi, chụp X-quang ngực) cũng như không đo IgE đặc hiệu hoặc tổng IgE, điều này đã ngăn cản chúng tôi xác nhận các kết quả về hô hấp và dị ứng được công nhân nông trại báo cáo. Điều cần thiết là phải nhấn mạnh rằng các kết quả về hô hấp và dị ứng là đa yếu tố (Hoppin et al., 2002; Slager et al., 2010), và mặc dù chúng tôi đã điều chỉnh theo tình trạng hút thuốc và tuổi tác, chúng tôi không thể kiểm soát được một số yếu tố khác, chẳng hạn như các bệnh đồng mắc, yếu tố di truyền và các chất độc hại khác ngoài thuốc trừ sâu (ví dụ: bụi mịn và các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi) góp phần gây ra các kết quả về hô hấp và dị ứng.
Mặc dù có những hạn chế, nghiên cứu hiện tại cũng có những điểm mạnh đáng kể, bao gồm việc sử dụng (i) đánh giá định lượng mức độ phơi nhiễm với các phép đo lặp lại các dấu ấn sinh học của thuốc trừ sâu, (ii) bảng câu hỏi đã được xác thực để đánh giá các kết quả về hô hấp và dị ứng, và (iii) các phương pháp Bayesian để kiểm tra mối liên hệ giữa phơi nhiễm với hỗn hợp thuốc trừ sâu với các kết quả về hô hấp và dị ứng.
5. Kết luận
Việc sử dụng thuốc trừ sâu bừa bãi là một thực trạng phổ biến ở các nước thu nhập thấp và trung bình như Costa Rica. Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy việc tiếp xúc với thuốc trừ sâu hữu cơ photphat và thuốc diệt nấm có thể làm tăng nguy cơ mắc các bệnh về đường hô hấp và dị ứng ở người lao động nông nghiệp. Đào tạo về an toàn thuốc trừ sâu và sử dụng thiết bị bảo hộ cá nhân có thể góp phần giảm thiểu rủi ro về sức khỏe và môi trường liên quan đến thuốc trừ sâu. Tuy nhiên, cần khuyến khích áp dụng các biện pháp thay thế nông nghiệp sinh thái (ví dụ: canh tác hữu cơ, sử dụng các tác nhân kiểm soát sinh học, thuốc đuổi côn trùng có nguồn gốc thực vật, hàng rào vật lý, luân canh cây trồng) để bảo vệ sức khỏe con người và giảm tác động đến môi trường và đa dạng sinh học của thuốc trừ sâu tổng hợp.
Tuyên bố đóng góp của tác giả CRediT
María G. Rodríguez-Zamora: Viết bài – xem xét và chỉnh sửa, Viết bài – bản thảo gốc, Trực quan hóa, Thu hút tài trợ, Phân tích chính thức, Quản lý dữ liệu, Khái niệm hóa. Samuel Fuhrimann: Viết bài – xem xét và chỉnh sửa, Quản lý dự án, Phương pháp luận, Điều tra, Thu hút tài trợ, Quản lý dữ liệu, Khái niệm hóa. Mirko S. Winkler: Viết bài – xem xét và chỉnh sửa, Quản lý dự án, Phương pháp luận, Điều tra, Thu hút tài trợ, Khái niệm hóa. María José Rosa: Viết bài – rà soát & biên tập, Khái niệm hóa. Brian Reich: Viết bài – rà soát & biên tập, Khái niệm hóa. Christian Lindh: Viết bài – rà soát & biên tập, Nguồn lực, Phương pháp luận, Nghiên cứu, Thu hút tài trợ, Khái niệm hóa. Ana M. Mora: Viết bài – rà soát & biên tập, Giám sát, Nguồn lực, Quản lý dự án, Phương pháp luận, Nghiên cứu, Thu hút tài trợ, Khái niệm hóa.
Tài trợ
Công trình này được tài trợ bởi các khoản tài trợ từ Hội đồng Nghiên cứu Thụy Điển (2018-05841), Mạng lưới Nghiên cứu Quốc tế Thụy Sĩ (SNIS), Viện Khoa học và Công nghệ Thủy sinh Liên bang Thụy Sĩ (EAWAG), Quỹ Nghiên cứu của Đại học Basel, Khoa Y Đại học Lund ở Thụy Điển và Đại học Quốc gia Costa Rica. MGRZ được hỗ trợ bởi học bổng từ Chương trình Đào tạo Quốc tế về Sức khỏe Môi trường trong suốt Vòng đời (D43TW011403), một khoản tài trợ của Trung tâm Quốc tế Fogarty cho Trường Y Icahn tại Mount Sinai và Đại học Quốc gia Costa Rica.
Tuyên bố về xung đột lợi ích
Các tác giả tuyên bố rằng họ không có bất kỳ xung đột lợi ích tài chính hoặc mối quan hệ cá nhân nào được biết đến có thể ảnh hưởng đến công trình nghiên cứu được báo cáo trong bài báo này.
Lời cảm ơn
Chúng tôi chân thành cảm ơn tất cả những người tham gia nghiên cứu và các thành viên trong nhóm khảo sát thực địa của chúng tôi tại Quận Zarcero (Andres Campos, Sophia Colombari-Figueroa, Carly Hyland, Marcela Quiros-Lepiz, Philipp Staudacher, Ana R. Ulloa, Hannah Wey). Chúng tôi cũng cảm ơn Moosa Faniband và Margareta Maxe (Khoa Y học Nghề nghiệp và Môi trường tại Đại học Lund, Thụy Điển) vì đã thực hiện phân tích các dấu ấn sinh học thuốc trừ sâu.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S004896972406933X
