Early life environmental exposures and childhood respiratory health

Abstract

The high prevalence and burden of asthma and other chronic respiratory diseases worldwide has raised concerns about the potential role of environmental exposures. However, the evidence is still inadequate. This Thesis is based on the hypothesis that being exposed to a harmful environment during prenatal life can have a long-term impact on disease later in life (the Developmental Origins of Health and Disease paradigm). The main aim of this doctoral Thesis was to investigate how early life environmental stressors, particularly ubiquitous chemical pollutants and the urban environment, influence children’s respiratory health.

In this Thesis we first reviewed the current evidence on the role of prenatal exposure to chemical pollutants, mainly organic pollutants, on children’s lung function. Then, we explored the associations of prenatal exposure to chemical pollutants, namely organochlorine compounds and bisphenols, on children’s respiratory health using 8 European population-based birth cohort studies. Last, we used a large longitudinal database, the Information System for Research in Primary Care, to establish a new birth cohort by linking electronic health records of parents and children.

Results of this Thesis show that 1) Evidence on prenatal exposure to organic pollutants on childhood lung function, especially organochlorine compounds and bisphenols, is limited. 2) Prenatal exposure to p,p′-dichlorodiphenyldichloroethylene (p,p′-DDE) is prevalent and may decrease lung function during childhood. 3) Prenatal exposure to bisphenol A is prevalent and is associated with higher risk of wheeze and asthma among school-age girls. 4) The urban environment during pregnancy, mainly air pollution, road traffic noise, and availability of blue spaces can affect respiratory health in childhood. 5) We successfully linked the electronic health records of 719,858 children born from 2005 to 2018 to the electronic health records of at least one potential parent in the Information System for Research in Primary Care

In conclusion, prenatal exposure to organochlorine compounds, bisphenol A and to exposures of the urban environment is prevalent and influences children’s respiratory health. This Thesis highlights that early identification of the environmental determinants of children’s respiratory health is of utmost importance, given their long-term effect on disease throughout life, and provides a new large birth cohort from the linkage of parent’s and children’s electronic health records.

La gran prevalença d’asma i altres malalties respiratòries cròniques al món ha despertat preocupacions sobre el possible paper de les exposicions ambientals. Tot i així, l’evidència és inadequada. Aquesta Tesi es basa en la hipòtesi que postula que l’exposició a un ambient nociu durant l’etapa prenatal por tenir un impacte a llarg termini en la salut (el paradigma de l’origen durant el desenvolupament de la salut i la malaltia). L’objectiu principal d’aquesta Tesi doctoral és investigar com influeixen en la salut respiratòria infantil les exposicions ambientals, especialment els contaminants químics i el medi urbà, durant les primeres etapes de la vida.

En aquesta Tesi primer vam revisar l’evidència actual del paper de l’exposició prenatal a contaminants químics, principalment contaminants orgànics, sobre la funció pulmonar durant la infància. A continuació, vam explorar les associacions entre l’exposició prenatal a contaminants químics, principalment compostos organoclorats i bisfenols, i la salut respiratòria infantil mitjançant 8 estudis de cohort de naixement europeus. Per últim, vam utilitzar una gran base de dades longitudinal, el Sistema d’Informació per al Desenvolupament de la Investigació en Atenció Primària, per establir una nova cohort de naixement mitjançant la vinculació de la història clínica electrònica de pares i fills.

Els resultats d'aquesta Tesi mostren que 1) L’evidència sobre l'exposició prenatal a contaminants orgànics sobre la funció pulmonar infantil, especialment compostos organoclorats i bisfenols, és limitada. 2) L'exposició prenatal a p,p′-diclorodifenildicloroetilè (p, p′-DDE) és freqüent i pot disminuir la funció pulmonar durant la infància. 3) L’exposició prenatal al bisfenol A és freqüent i s’associa amb un major risc de sibilàncies i asma entre les nenes en edat escolar. 4) L’entorn urbà durant l’embaràs, principalment la contaminació atmosfèrica, el soroll del trànsit i la disponibilitat d’espais blaus, poden afectar la salut respiratòria durant la infància. 5) Hem vinculat amb èxit la història clínica electrònica de 719.858 nens nascuts del 2005 al 2018 amb les d’almenys un dels potencials progenitors al Sistema d’Informació per al Desenvolupament de la Investigació en Atenció Primària.

En conclusió, l’exposició prenatal a compostos organoclorats, bisfenol A i a exposicions del medi urbà és freqüent i influeix en la salut respiratòria dels infants. Aquesta Tesi posa en relleu que la identificació precoç dels determinants ambientals de la salut respiratòria infantil és de màxima importància, atès el seu efecte a llarg termini sobre les malalties al llarg de la vida, i proporciona una nova gran cohort de naixement creada a partir de la vinculació de la història clínica electrònica de pares i fills.

Programa de doctorat en Biomedicina