Les asthmes en relation avec le travail (ART) incluent l’asthme professionnel (AP), dû à des causes et conditions attribuables à un environnement professionnel particulier, et l’asthme aggravé par le travail (AAT), qui est une forme pré-existante ou coïncidente d’asthme, aggravée par l’environnement professionnel. Le diagnostic des ART constitue un véritable enjeu. Le premier chapitre est une revue de la littérature, mettant en évidence les points discutés et notamment la place éventuelle des marqueurs de l’inflammation. Le deuxième chapitre présente une analyse de données épidémiologiques chez 417 apprentis coiffeurs et boulangers, des filières à risques d’AP. Des modèles mixtes montrent une association entre le degré de sensibilisation à douze allergènes communs et l’hyperréactivité bronchique (HBR) ainsi que les niveaux de FeNO expiré. Ce dernier est plus élevé de 83% (p<0,01) chez les sujets fortement sensibilisés et de 30% chez les sujets faiblement sensibilisés (p<0,01) comparé au groupe des sujets non sensibilisés. Le troisième chapitre relate l’élaboration d’un protocole de recherche (ARPEIGE) visant à acquérir des connaissances cliniques, épidémiologiques et économiques sur les ART, et aux développement et choix des outils et algorithmes décisionnels. L’analyse des questionnaires de repérage montre qu’en visite de routine en médecine du travail, une part non négligeable de salariés déclare des symptômes respiratoires évoquant un asthme actif, dont certains pourraient être en lien avec le travail. Ce protocole met en évidence la difficulté d’effectuer un dépistage des ART par le faible taux de retours des questionnaires approfondis. Malgré l’importance du diagnostic des ART, les stratégies diagnostiques restent discutées. Si les données chez les apprentis ont montré une association entre certains marqueurs de l’inflammation bronchique (FeNO) et des marqueurs d’atopie (tests cutanés), leur place dans le diagnostic clinique de l’asthme reste discutée. Au-delà des stratégies visant au diagnostic individuel, se pose également la question des stratégies diagnostiques utilisables en population professionnelle. Dans l’étude ARPEIGE, un questionnaire de repérage des symptômes fournit des données relatives à la prévalence des symptômes évocateurs d’asthme. Cependant, peu de sujets repérés acceptent de poursuivre les investigations, d’où l’importance de réfléchir à des stratégies qui permettraient un dépistage des ART au-delà de l’étape de repérage. / Work-related asthma (WRA) includes work aggravation of preexisting asthma (WEA) and new-onset asthma induced by occupational exposure (OA). Making an accurate diagnosis of WRA is important, the condition having significant health consequences and substantial socio-economic impacts. The first part is based on a literature review including data on prevalence, risk factors and diagnosis procedures of WRA. The issues in diagnosing WRA are also discussed, as well as the use of airway inflammation markers (FeNO levels and sputum eosinophils). The second part shows an analysis of epidemiological data in 417 apprentices in baking, pastry-cooking and hairdressing, which are populations at risk of OA. Mixed-effect models were applied and showed that the degree of sensitization was related to bronchial hyperresponsiveness (BHR) and FeNO levels. Compared to non-sensitized subjects, FeNO levels were 83% higher (p>0,01) in highly sensitized subjects and 30% higher (p<0,01) in weakly sensitized subjects. The third part describes the protocol of a field study aiming to collect new data on clinical, epidemiological and economical aspects of WRA. It focuses especially on the design of tools and decision algorithms, such as a screening questionnaire, and more advanced questionnaires on control, quality of life, expositions and socio-economic consequences, and a peak-flow journal. Screening results show that a substantial number of workers declare asthma-like respiratory symptoms, some of which being possibly related to work. Despite the importance of WRA diagnosis, diagnostic procedures are still being discussed. Although the apprentice study showed an association between airway inflammation markers (FeNO levels) and atopy markers (prick-tests), their use in the diagnostic procedure is still under discussion. Diagnostic procedures that could be used in populations at work are also subject to think about, in particular in epidemiological study, with the difficulty of differentiating OA from WEA. Thus, in the ARPEIGE study, a screening questionnaire was useful to collect data on asthma-like respiratory symptoms. Nevertheless, few screened workers agreed to go further and fill in the peak flow journal. Similarly, in the literature asthma and COPD screening campaigns using spirometry seemed difficult to implement. There is a lack of strategies that would enable a more accurate screening of WRA.

Les éleveurs laitiers-bovins présentent une incidence plus élevée de symptômes respiratoires et de maladies broncho-pulmonaires que la population générale. Un facteur de risque important serait l’exposition professionnelle à divers aéro-contaminants d’origine biologique et chimique. Les déterminants professionnels de ces expositions et les effets biologiques des contaminants inhalés de manière répétée restent cependant mal connus. Dans ce contexte, les travaux réalisés au cours de cette thèse avaient pour objectifs i) de rechercher les déterminants professionnels de l’exposition aux bio-aérosols thoraciques (poussières organiques, endotoxines, bactéries et moisissures), à l’ammoniac et à l’acétaldéhyde, et ii) de caractériser les effets pro-inflammatoires des poussières thoraciques émises lors de la tâche de paillage mécanisé qui est connue pour induire une forte exposition aux bio-aérosols. Pour atteindre ces objectifs, nous avons réalisé une campagne de 112 mesures individuelles répétées dans 29 exploitations laitières d’élevage bovin localisées en Bretagne. Par l’utilisation de modèles multivariés à effets mixtes, nous montrons que l’exposition aux bio-aérosols est majoritairement induite par l’exécution de tâches liées à la distribution de litières et d’aliments (paille, foin, ensilage). L’exposition à l’ammoniac est fortement dépendante du nombre de vaches présentes dans l’exploitation et des temps passés en stabulation et en salle de traite. L’exposition à l’acétaldéhyde est dépendante de la taille de l’exploitation et des tâches liées à la distribution d’ensilage. Nos travaux soulignent également qu’une augmentation de la surface des ouvertures de la stabulation est associée à une réduction significative de l’exposition aux moisissures, à l’ammoniac et à l’acétaldéhyde. Enfin, notre étude montre que les poussières émises lors du paillage mécanisé ont (1) une taille leur permettant de se déposer majoritairement dans les régions trachéo-bronchiques, (2) une composition bactériologique et fongique complexe et (3) in vitro des effets pro-inflammatoires puissants induisant l’expression de TNF-α, d’IL-1β, d’IL-6 et d’IL-8 dans des macrophages humains. Au total, ces travaux de thèse ont permis d’identifier des activités professionnelles et des caractéristiques d’exploitations augmentant significativement les niveaux d’expositions des éleveurs laitiers-bovins à des contaminants chimiques et à des poussières organiques pouvant théoriquement se déposer dans les tissus bronchiques où sont censées se développer différentes maladies broncho-pulmonaires. Les modèles statistiques développés au cours de la thèse permettent dès à présent la reconstitution des expositions des éleveurs et pourront être utilisés dans de futures études épidémiologiques et dans l’élaboration de programmes de prévention. / Dairy farmers have an increased risk of lower airway diseases that is likely related to occupational exposures to airborne contaminants. Nevertheless, occupational determinants of dairy farmers’ exposures remain poorly documented and the biological effects of the contaminants chronically inhaled by farmers need to be fully characterized. In this context, the objectives of this PhD thesis were i) to identify the occupational determinants of exposure to thoracic bio-aerosols (organic dusts, endotoxins, bacteria and moulds), ammonia and acetaldehyde, and ii) to characterize the pro-inflammatory effects of thoracic dusts emitted during the mechanical spreading of straw bedding, a task well-known to generate inhalable dusts. To achieve these goals, we carried out a 112-repeated exposure measurement campaign on 29 dairy farms located in Britany. Using multivariate mixed-effect regression models, we have demonstrated that farmers’ exposures to bio-aerosols were mainly induced by tasks related to bedding material distribution and cow feeding (straw, hay, silage). Exposure levels to ammonia were highly dependent on cow numbers and times spent by the farmers in stable and milking parlour. Acetaldehyde exposure was modulated according to the farm size and times spent to distribute silage. Our work also highlighted that an increase of the area of wall opening significantly reduced exposure to mould, acetaldehyde and ammonia. Finally, our study showed that dusts emitted during mechanical straw spreading have (1) a size small enough to allow them to deposit in the tracheobronchial regions, (2) a complex bacterial and fungal composition, and (3) strong in vitro pro-inflammatory effects that induced TNF-α, IL-1β, IL-6 and IL-8 expression in human macrophages. In conclusion, these results have identified different dairy farm characteristics and occupational tasks that significantly increased the exposure levels to chemical contaminants and thoracic organic dusts. Statistical models built during this research project already allow reconstitution of dairy farmers’ exposure that may of use in future epidemiological studies and to develop new preventive measures.

Objectif : Ce travail s’inscrit dans le cadre d’une recherche étiologique sur les leucémies aigues (LA) de l’enfant, pathologies dont les facteurs de risque sont peu connus. Plusieurs hypothèses ont été testées : 1) le rôle protecteur d’une supplémentation maternelle en acide folique avant et pendant la grossesse et l’investigation par une approche gène-candidat du rôle de polymorphismes communs rs1801133 et 1801131 de MTHFR et rs1801394 et rs1532268 de MTRR supposés modifier le métabolisme des folates, 2) l’association entre la profession et des expositions professionnelles maternelles lors de la grossesse, 3) l’existence d’un lien positif avec l’exposition des enfants au trafic routier. Matériel et méthodes : Les données analysées proviennent d’une étude cas-témoins française, ESCALE, basée sur le Registre National des Hémopathies malignes de l’Enfant et réalisée en population générale sur la période 2003-2004. L’échantillon comportait 648 cas de leucémie aiguë lymphoblastique [LAL], 116 cas de leucémie aiguë non lymphoblastique [LANL], et 1681 témoins de moins de 15 ans. L’échantillonnage a été stratifié sur l’âge et le sexe. Les données ont été recueillies auprès des mères à l’aide d’un questionnaire téléphonique standardisé, identique pour les cas et les témoins. Les génotypes ont été obtenus par génotypage à haut débit, pangénomique pour les cas et à façon pour les témoins, et par imputation pour les polymorphismes non génotypés. Le géocodage des adresses et des indicateurs dérivés de données d’émission de trafic ont permis d’estimer l’exposition des enfants au trafic routier. Les odds ratios (OR) ont été estimés à l’aide de modèles de régression logistique non conditionnelle, incluant les facteurs de confusion potentiels. Résultats : Le risque de LA était significativement inversement associé à une supplémentation maternelle en acide folique avant ou pendant la grossesse (OR=0.4 [0.3-0.6]). Aucun des polymorphismes génétiques de MTHFR et de MTRR n’était associé au risque de LA. Cependant, le fait d’être à la fois porteur homozygote des allèles variants de l’un des polymorphismes de MTHFR, et porteur de deux allèles variants des polymorphismes de MTRR était positivement associé au risque de LA (OR=1.6 [0.9-3.1]). Nous n’observions pas d’interaction entre MTHFR, MTRR et une supplémentation maternelle en acide folique. Des associations positives et significatives on été mises en évidence entre le risque de LA et des expositions auto-déclarées professionnelles maternelles pendant la grossesse, aux teintures de cheveux (OR=3.0 [1.7-5.2]), à des peintures ou vernis et/ou colles (OR=1.5 [1.1-2.2]), et à des rayonnements ionisants (OR=2.4 [1.3-4.6]). Cependant, ces associations étaient limitées aux fréquences d’exposition de moins d’1 heure par semaine et peuvent refléter une sur-déclaration chez les cas. L’exposition maternelle professionnelle aux pesticides n’était pas associée aux LA dans notre étude.Les LA étaient significativement associées à des concentrations élevées de NO2 de fond liées au trafic estimées au lieu de résidence (OR=1.2 [1.0-1.5]) et avec la présence de routes à fort trafic dans un rayon de 500 m centré sur ce lieu (OR=2.0 [1.0-3.6]). Nous observions une association significative entre les LA et une densité élevée de routes à fort trafic dans un rayon de 500 m (OR=2.2 [1.1-4.2]), avec une tendance linéaire positive significative de l’association des LAL avec la longueur totale de routes à fort trafic dans un rayon de 500 m.Conclusion : Cette thèse apporte des arguments en faveur du rôle protecteur d’une supplémentation maternelle périconceptionnelle en acide folique. Elle suggère également un rôle des polymorphismes de MTHFR et MTRR dans le risque des LA, sans interaction toutefois avec la supplémentation. Enfin, elle renforce l’hypothèse que vivre près de routes à fort trafic pourrait augmenter le risque de LA. / Objectives: This work investigated three hypotheses related to the etiology of childhood acute leukemia (AL):1) maternal folic acid supplementation before or during pregnancy reduces AL risk, accounting for the SNPs rs1801133 (C677T) and rs1801131 (A1298C) in MTHFR and rs1801394 (A66G) and rs1532268 (C524T) in MTRR, assumed to modify folate metabolism, 2) maternal occupation and occupational exposure during pregnancy may be link to LA 3) traffic is a source of environmental exposures, including benzene, which may be related to childhood leukemia. Methods: The data were obtained from the national registry-based case-control study ESCALE, carried out in France in 2003-2004. The ESCALE study included 764 cases and 1681 controls less than 15 years old and the controls were frequency matched with the cases on age and gender. The data were collected by a standardized telephone interview of the mothers. Various indicators of exposure to traffic and pollution were determined using the geocoded addresses at the time of diagnosis for the cases and of interview for the controls. The genotypes were obtained using high-throughput platforms and imputation for untyped polymorphisms. CITP-68 classification was used to classify maternal occupation during pregnancy. Indicators of the distance from, and density of, main roads and background traffic NO2 concentrations data were used. Odds ratio (OR) were estimated using unconditional regression models adjusted for potential confounders. Results: AL was significantly inversely associated with maternal folic acid supplementation before and during pregnancy (OR=0.4 [0.3–0.6]). MTHFR and MTRR genetic polymorphisms were not associated with AL. However, AL was positively associated with homozygosity for any of the MTHFR polymorphisms and carriership of both MTRR variant alleles (OR=1.6 [0.9–3.1]). No interaction was observed between MTHFR, MTRR, and maternal folate supplementation. Significant positive associations were observed between childhood AL and self-reported maternal occupational exposures during pregnancy to hair dye (OR=3.0 [1.7-5.2]), to paints or polishs and/or glues (OR=1.5 [1.1-2.2]), and to ionising radiations (OR=2.4 [1.3-4.6]). However, these associations were limited to exposure frequencies of less than 1 hour by week. Maternal occupational exposure to pesticides during pregnancy was not related to AL. AL was significantly associated with high estimates of traffic NO2 concentration at the place of residence(OR=1.2 [1.0-1.5]) and with the presence of a heavy-traffic road within 500 meters compared to the absence of a heavy-traffic road in the same area (OR=2.0 [1.0-3.6]). There was a significant association between AL and a high density of heavy-traffic roads within 500 meters in comparison to the reference category with no heavy-traffic road within 500 meters (OR=2.2 [1.1-4.2]), with a significant positive linear trend of the association of AL with the total length of heavy-traffic road within 500m. Conclusion: The study findings support the hypothesis that maternal folic acid supplementation may reduce the risk of childhood AL. The findings also suggest that the homozygous genotype for any of the MTHFR variants and carrying both MTRR variants could be a risk factor for AL. Finally, the results support the hypothesis that living close to heavy-traffic roads may increase the risk of childhood leukemia.

Objectif : Ce travail s'inscrit dans le cadre d'une recherche étiologique sur les leucémies aigues (LA) de l'enfant, pathologies dont les facteurs de risque sont peu connus. Plusieurs hypothèses ont été testées : 1) le rôle protecteur d'une supplémentation maternelle en acide folique avant et pendant la grossesse et l'investigation par une approche gène-candidat du rôle de polymorphismes communs rs1801133 et 1801131 de MTHFR et rs1801394 et rs1532268 de MTRR supposés modifier le métabolisme des folates, 2) l'association entre la profession et des expositions professionnelles maternelles lors de la grossesse, 3) l'existence d'un lien positif avec l'exposition des enfants au trafic routier. Matériel et méthodes : Les données analysées proviennent d'une étude cas-témoins française, ESCALE, basée sur le Registre National des Hémopathies malignes de l'Enfant et réalisée en population générale sur la période 2003-2004. L'échantillon comportait 648 cas de leucémie aiguë lymphoblastique [LAL], 116 cas de leucémie aiguë non lymphoblastique [LANL], et 1681 témoins de moins de 15 ans. L'échantillonnage a été stratifié sur l'âge et le sexe. Les données ont été recueillies auprès des mères à l'aide d'un questionnaire téléphonique standardisé, identique pour les cas et les témoins. Les génotypes ont été obtenus par génotypage à haut débit, pangénomique pour les cas et à façon pour les témoins, et par imputation pour les polymorphismes non génotypés. Le géocodage des adresses et des indicateurs dérivés de données d'émission de trafic ont permis d'estimer l'exposition des enfants au trafic routier. Les odds ratios (OR) ont été estimés à l'aide de modèles de régression logistique non conditionnelle, incluant les facteurs de confusion potentiels. Résultats : Le risque de LA était significativement inversement associé à une supplémentation maternelle en acide folique avant ou pendant la grossesse (OR=0.4 [0.3-0.6]). Aucun des polymorphismes génétiques de MTHFR et de MTRR n'était associé au risque de LA. Cependant, le fait d'être à la fois porteur homozygote des allèles variants de l'un des polymorphismes de MTHFR, et porteur de deux allèles variants des polymorphismes de MTRR était positivement associé au risque de LA (OR=1.6 [0.9-3.1]). Nous n'observions pas d'interaction entre MTHFR, MTRR et une supplémentation maternelle en acide folique. Des associations positives et significatives on été mises en évidence entre le risque de LA et des expositions auto-déclarées professionnelles maternelles pendant la grossesse, aux teintures de cheveux (OR=3.0 [1.7-5.2]), à des peintures ou vernis et/ou colles (OR=1.5 [1.1-2.2]), et à des rayonnements ionisants (OR=2.4 [1.3-4.6]). Cependant, ces associations étaient limitées aux fréquences d'exposition de moins d'1 heure par semaine et peuvent refléter une sur-déclaration chez les cas. L'exposition maternelle professionnelle aux pesticides n'était pas associée aux LA dans notre étude.Les LA étaient significativement associées à des concentrations élevées de NO2 de fond liées au trafic estimées au lieu de résidence (OR=1.2 [1.0-1.5]) et avec la présence de routes à fort trafic dans un rayon de 500 m centré sur ce lieu (OR=2.0 [1.0-3.6]). Nous observions une association significative entre les LA et une densité élevée de routes à fort trafic dans un rayon de 500 m (OR=2.2 [1.1-4.2]), avec une tendance linéaire positive significative de l'association des LAL avec la longueur totale de routes à fort trafic dans un rayon de 500 m.Conclusion : Cette thèse apporte des arguments en faveur du rôle protecteur d'une supplémentation maternelle périconceptionnelle en acide folique. Elle suggère également un rôle des polymorphismes de MTHFR et MTRR dans le risque des LA, sans interaction toutefois avec la supplémentation. Enfin, elle renforce l'hypothèse que vivre près de routes à fort trafic pourrait augmenter le risque de LA.

Le Réseau National de Vigilance et de Prévention des Pathologies Professionnelles (RNV3P) enregistre au sein d'une base nationale un résumé structuré de chaque consultation réalisée au sein des centres de consultations de pathologies professionnelles. L'objectif est de proposer et tester des méthodes avec lesquelles le RNV3P pourrait être en mesure de renforcer sa capacité de détection précoce de " pathologies professionnelles potentiellement émergentes ", définies comme étant des associations " pathologie x exposition professionnelle ", non préalablement identifiées, et qui semblent justifier d'une exploration complémentaire de part les données internes du RNV3P. Ce travail débute par une analyse des méthodes de surveillance et de détection d'évènements émergents utilisés au sein d'autres vigilances sanitaires (Partie 1). Sept méthodes de Data Mining utilisées en pharmacovigilance pour explorer les bases de notifications spontanées d'effets indésirables médicamenteux suspectés, ont été identifiées, testées et comparées. Finalement, la méthode globale retenue s'appuie sur la détection de signaux avec la méthode " Proportional Reporting Ratio " (PRR), puis leur investigation secondaire à partir de données internes mais aussi externes à la base (Partie 2). Une 2e méthode de mise en évidence d'évènements de santé émergents valorisant directement l'expertise clinique, point fort du réseau, a été formalisée (Partie 3). Enfin, les forces et limites du RNV3P ont été identifiées pour chacune des étapes entre la survenue d'un phénomène de santé émergent en santé-travail, jusqu'à sa prise en charge en termes de prévention, afin de proposer des pistes d'amélioration.

Contexte : L’objectif de cette thèse est d’étudier l’association entre l’exposition professionnelle à l'amiante et à la silice cristalline avec les phénotypes du cancer broncho-pulmonaire. Un autre objectif est d'évaluer la modification de l'effet de l'association entre le tabagisme et le type histologique, la localisation de la tumeur, et l’âge au diagnostic par l’exposition professionnelle à l'amiante ou à la silice cristalline.Méthodes : L’étude CaProMat est une étude « case-only » rétrospective qui inclut9623 cas de cancer broncho-pulmonaire Français et Canadiens. Tous les cas de cancer broncho-pulmonaire ont été identifiés d’une façon histologique. Les données ont été collectées par des fichiers médicaux et par des questionnaires standardisés.Deux Matrices Emplois-Expositions (MEEs) ont été utilisées pour évaluer rétrospectivement l'exposition professionnelle à l'amiante et à la silice cristalline.Résultats : Il n’y a pas de différence de prévalence de l'exposition professionnelle à l'amiante pour les types histologiques. Pour la silice cristalline, un excès limite de la prévalence de l'exposition a été observé pour le carcinome épidermoïde. La prévalence a été maximisée chez les cas diagnostiqués entre 50 et 59 ans pour l'amiante et moins de 50 ans pour la silice cristalline. Une exposition supplémentaire à l'amiante ou à la silice cristalline n'a pas modifié l'effet du tabagisme pour les types histologiques, la localisation de la tumeur ou l'âge au diagnostic.Conclusion : Le type histologique, la localisation de la tumeur, et l'âge au diagnostic ne peuvent pas être utilisés comme indicateurs de l'exposition professionnelle à l'amiante ou à la silice cristalline. / Introduction: The objective of this thesis was to study the association between tobacco smoking and occupational exposure to asbestos and crystalline silica with the phenotypes of lung cancer. The second objective was to assess the effect modification of the association between tobacco smoking and the phenotypes of lung cancer by occupational exposure to asbestos or to crystalline silica. Methods : The CaProMat study is a pooled retrospective case-only study consisted of9,623 French and Canadian lung cancer cases. All lung cancer cases were histologically confirmed. Data were collected from medical records and through standardized questionnaires. Two job-exposure matrices (JEMs) were used to assess the occupational exposure to asbestos and to crystalline silica. Results: We did not identify a difference of prevalence of occupational exposure to asbestos according to histological type. For crystalline silica, a borderline excess of prevalence of exposure was observed for squamous cell carcinoma. The prevalence of occupational exposure was maximized among lung cancer cases diagnosed between 50 and 59 years for asbestos and less than 50 years for crystalline silica. Additional exposure to either asbestos or crystalline silica did not modify the effect of tobacco smoking for histological type, tumor location or age at diagnosis. Conclusions: The histological type, tumor location, and age at diagnosis cannot beused as an indicator for the occupational exposure to asbestos or to crystalline silica.

Les effets respiratoires aigus des expositions journalières à des particules fines et ultrafines ne sont pas pleinement documentés pour les expositions professionnelles, même si de nombreux travailleurs sont exposés à des niveaux de particules considérablement plus élevés que dans l'environnement. Cela est en partie attribuable au manque de données sur l'exposition. Actuellement, les études évaluant les expositions professionnelles aux particules fines et ultrafines sont peu nombreuses et manquent de méthodes standardisées pour permettre une conclusion générale sur l'exposition des travailleurs. Les paramètres pour améliorer l'évaluation de l'exposition incluent l'harmonisation des stratégies d'échantillonnage et l'évaluation de la distribution des tailles (e.g. particules de diamètres médians de 2.5 et 4 µm et particules ultrafines), de la composition chimique et du potentiel oxydatif de ces particules. Ainsi, dans un contexte d'incertitude sur les risques respiratoires aigus, et considérant le grand nombre de travailleurs potentiellement exposés en l'absence de données d'exposition comparables entre les milieux de travail, les besoins de produire des nouvelles connaissances dans ce domaine sont énormes. Ainsi, l'objectif principal de cette thèse était d’estimer les risques associés à l’exposition journalière aux particules fines et ultrafines dans divers milieux de travail avec les trois sous-objectifs suivant: (1) estimer des niveaux de particules fines et ultrafines dans différents milieux de travail; (2) évaluer le potentiel oxydatif et le fardeau du potentiel oxydatif des expositions professionnelles aux particules fines dans deux milieux d'une école des métiers de la construction; (3) estimer, par une revue systématique et une méta-analyse, la relation entre les expositions professionnelles et environnementales à court terme (c.-à-d. journalière) aux particules fines et leurs effets respiratoires aigus sur la fonction pulmonaire. Pour le premier objectif, des mesures ont été effectuées pendant 12 jours d'échantillonnage dans une mine souterraine, un tunnel de métro, un atelier de réparation de camions et une fonderie. Des instruments à lecture directe et des mesures intégrées ont été utilisés et comprenaient des mesures de la concentration numérique, la concentration massique, la distribution granulométrique, la microscopie électronique à transmission et la composition (par exemple, le carbone total (CT) et le carbone élémentaire (CE)) des particules. Pour le deuxième objectif, le potentiel oxydatif (OPAA) et le fardeau oxydatif (OBAA) ont été évalués par le test d'ascorbate en utilisant un fluide de revêtement des voies respiratoires synthétique. Des échantillons personnels de PM4 (Nsoudage = 53; Nconstruction = 54) ont été prélevés dans la zone respiratoire, tandis que des mesures en postes fixes de PM4 (Nsoudage = 54; Nconstruction = 33) et de PM2.5 (Nsoudage = 53; Nconstruction = 34) ont été collectées à une distance d'environ 1,5 mètre des apprentis. Pour le troisième objectif, nous avons recherché des bases de données bibliographiques pour identifier les études portant sur les associations entre les expositions journalières aux particules fines (c.-à-d. PM2.5 et PM4) et les paramètres de la fonction pulmonaire (e.g. volume expiratoire forcé en 1 sec, FEV1) chez les adultes en bonne santé. Séparément pour les études environnementales et professionnelles, nous avons résumé les résultats à l'aide de méta-analyses à effets aléatoires lorsque cinq estimés d’association ou plus étaient disponibles. Les concentrations en nombre de particules les plus élevées ont été observées dans la mine souterraine, l’atelier de soudage et la fonderie. Pour les milieux de travail avec une exposition au diesel, la mine souterraine présentait la concentration numérique la plus élevée (134 000 particules/cm3) par rapport au tunnel de métro (32 800 particules/cm3) et à l'atelier de réparation de camions (22 700 particules/cm3). De plus, les concentrations massiques des particules fines, du CT et du CE étaient également plus élevées dans la mine souterraine par rapport aux autres milieux. Le ratio CT/CE était de 1,4 dans la mine, 2,5 dans le tunnel et 8,7 dans l'atelier, indiquant la présence d’une importante source de carbone organique non associée aux émanations de moteur diesel dans les milieux de travail non miniers. Cette source de carbone organique peut affecter l'estimation de l'exposition lorsque le CT est utilisé comme indicateur d'exposition au diesel. Les mesures de la distribution de la taille et les images capturées par microscopie à transmission électronique ont indiqué que les particules trouvées dans tous les milieux de travail étaient majoritairement dans la fraction ultrafine. Les particules collectées dans les milieux de travail ont été associés à différents niveaux de potentiel oxydatif. Les particules de soudage présentaient des niveaux plus élevés de OPAA (3,3 ρmol /min/µg) et OBAA (1750 ρmol/min/m3) que le site de construction (OPAA = 1,4 ρmol/min/µg; OBAA = 486 ρmol/min/m3). Ces niveaux d'OBAA dépassaient largement les niveaux trouvés dans l'environnement général. Dans les deux milieux de travail, les niveaux d'OPAA n'ont pas été influencés par les différentes stratégies d'échantillonnage (c.-à-d. mesures personnelles et en postes fixes) ou par la taille des particules (c.-à-d. PM2.5 et PM4). Cependant, en raison des concentrations de particules plus élevées, l'OBAA des échantillons personnels était significativement plus grand que celui des mesures d’ambiance dans l'atelier de soudage. La revue systématique et méta-analyse a montré que les associations entre les expositions journalières aux particules fines dans l’environnement général étaient plus prononcées qu’en milieu de travail pour un même incrément d'exposition. Une qu'une augmentation de 10 ug/m3 des expositions journalières aux particules fines respirables était associée à des réductions du FEV1 de 0,87 ml (IC à 95%: -1,36 à -0,37 ml; I2 = 54 %) dans les études professionnelles, et une augmentation similaire des particules fines était associée à une réduction de 7,62 mL (IC à 95%: -10,62 à -4,63 mL; I2 = 0%) dans les études environnementales. Des résultats similaires ont été observés pour les associations avec la capacité vitale forcée. En résumé, les résultats de cette thèse montrent que les travailleurs sont exposés à des niveaux importants de particules exprimées en termes de concentrations massiques et numériques, et que ces particules se trouvent principalement dans la fraction ultrafine. Les concentrations élevées de ces particules combinées à un potentiel oxydatif important entrainent un fardeau oxydatif qui dépasse largement celui d’études environnementales. De plus, les expositions professionnelles pendant un quart de travail entraineraient des effets sur la santé respiratoire décrits en termes de réduction de la fonction pulmonaire des travailleurs. À la lumière de ces résultats, des améliorations des pratiques d'hygiène industrielle et de la surveillance de l'exposition aux particules fines et ultrafines dans les milieux de travail sont nécessaires pour contrôler et limiter les risques sanitaires potentiels des expositions journalières à ces polluants. / Respiratory effects, such as lung function, of short-term exposures to fine and ultrafine particles are not well documented for occupational exposures, even though many workers are exposed daily to levels considerably higher than in the general environment. This limited understanding can be attributed to the lack of exposure data. Currently, studies assessing occupational exposures to fine particles and ultrafine fraction are few and lack standardized methods to allow a general conclusion about workers’ exposures. The steps for improving exposure assessment include the harmonization of sampling strategies and the assessment of additional information related to the size distribution (e.g. particles of median diameter of 2.5 and 4 µm, and ultrafine particles), chemical composition, and the oxidative potential of these particles. Thus, in a context of uncertainty about the acute respiratory risks, with many potentially exposed workers and in the absence of comparable exposure data, the needs for developing knowledge in this field are enormous. Hence, the main objective of this thesis was to estimate the risk of daily exposures to fine and ultrafine particles in various workplaces with three specific objectives: (1) to quantify and characterize exposures to fine and ultrafine particles in different workplaces in Québec by an innovative multi-metric approach; (2) to estimate the oxidative potential and oxidative burden of particles in two occupational settings from a construction trades school; (3) to separately estimate, by a systematic review and meta-analysis, the associations between short-term (i.e. daily and sub-daily) occupational and environmental exposures to fine particles and its acute respiratory effects on lung function in healthy adults. For the first objective, measurements were performed in an underground mine, a subway tunnel, a truck repair workshop, and a smelting industry for at least 12 sampling days each. Direct-reading instruments and filter-based methods were used and included measurements of the number concentration, mass concentration, size distribution, transmission electron microscopy and composition (e.g. Total carbon (TC) and elemental carbon (EC)) of particles. For the second objective, the oxidative potential (OPAA) and oxidative burden (OBAA) were assessed by the ascorbate assay with a synthetic respiratory tract lining fluid. Personal PM4 (Nwelding = 53; Nconstruction = 54) samples were collected from the breathing zone, while area samples of both PM4 (Nwelding = 54; Nconstruction = 33) and PM2.5 fractions (Nwelding = 53; Nconstruction = 34) were collected at distances of around 1.5 meter from the apprentices. For the third objective, we searched bibliographic databases to identify studies investigating associations between daily and sub-daily exposures to fine particles (i.e. PM2.5 and PM4) and lung function parameters (e.g. Forced Expiratory Volume in 1 sec, FEV1) in healthy adults. Separately for environmental and occupational studies, we summarized findings using random-effects meta-analyses when five or more independent estimates of association were available. The highest particle number concentrations were observed in the underground mine, welding shop and smelting industry. For the workplaces with diesel exposure, the underground mine had the highest geometric mean of particle number concentration (134,000 particles/cm3) compared to the subway tunnel (32,800 particles/cm3) and the truck repair workshop (22,700 particles/cm3). This same pattern of exposure in these workplaces were also observed for the mass concentration of fine particles, TC and EC. The TC/EC ratio was 1.4 in the mine, 2.5 in the tunnel and 8.7 in the workshop, indicating significant organic carbon interference in the non-mining workplaces that can affect exposure estimation when TC is used as an indicator of diesel exposure. Measurements of the size distribution and images captured by transmission electron microscopy indicated that the particles found in all workplaces were mainly in the ultrafine size fraction. Particles collected in the welding shop and construction site were associated with important levels of redox activity. Welding particles had higher OPAA (3.3 ρmol/min/µg) and OBAA (1,750 ρmol/min/m3) compared to the construction site (OPAA = 1.4 ρmol/min/µg; OBAA = 486 ρmol/min/m3). These levels of OBAA largely exceeded the levels found in environmental settings. In both workplaces, OPAA levels were not influenced by the different sampling strategies (i.e. area versus personal measurements) or size fractions (i.e. PM2.5 and PM4). However, driven by the higher particulate matter concentrations, the OBAA from personal samples was higher compared to area samples in the welding shop. The systematic review and meta-analysis showed that associations between daily exposures to fine particles and lung function in environmental settings were more pronounced than in occupational settings for a same exposure increment. An increase of 10 µg/m3 in the daily and sub-daily exposures to respirable fine particles were associated with FEV1 reductions of 0.87 mL (95% CI: -1.36 to -0.37 mL; I2= 54%) in occupational studies, and a similar increase in fine particles was associated with a reduction of 7.63 mL (95% CI: -10.62 to -4.63 mL; I2= 0%) in environmental studies. Similar results were observed for associations with the forced vital capacity. In summary, this thesis’s results showed that workers are exposed to important levels of particles expressed in terms of mass and number concentrations, and these particles are mainly in the ultrafine size range. The high particulate matter concentrations combined with an elevated oxidative potential resulted in significant levels of oxidative burden that largely exceeded those from environmental settings. Also, occupational exposures during a work shift may result in respiratory health effects described in terms of reduction in workers’ lung function. Based on our results, improvements in industrial hygiene practices and the surveillance of exposure to fine and ultrafine particles in the workplace are needed to control and limit potential health risks of daily exposure to these pollutants.

Objectif Estimer les associations entre les expositions professionnelles aux fibres/poussières textiles et le risque de cancer du sein post-ménopausique. Méthodes Une étude cas-témoins populationnelle menée à Montréal (20082011) a identifié les cas incidents (N=695) dans les hôpitaux et les témoins (appariés par groupe d’âge) sur la liste électorale provinciale (N=608). Les renseignements sur leurs facteurs de risque personnels et leurs antécédents professionnels ont été recueillis lors d’entrevues. Des hygiénistes du travail ont évalué ces antécédents afin d’attribuer des expositions professionnelles à plusieurs fibres naturelles et synthétiques. Les indices d'exposition calculés comprenaient: toute exposition antérieure (exposée/non-exposée), intensité cumulative moyenne d’exposition et exposition cumulative moyenne. Pour l’ensemble des tumeurs et selon leur classification biomoléculaire, une régression logistique a été utilisée pour calculer les rapports de cotes (RC) et les intervalles de confiance à 95% (IC95%), avec différents modèles incluant divers facteurs de confusion. Des analyses de sensibilité ont permis d’évaluer la robustesse des estimations. Résultats Une association a été trouvée pour toute exposition antérieure au polyester (RCmodèle8=0,55; IC95%:0,33-0,91). Quelques tendances ont été trouvées pour le même indice d’exposition avec les fibres synthétiques (RCmodèle8=0,63; IC95%:0,38-1,05) et le coton (RCmodèle8=1,42; IC95%:0,95-2,16), et, dans une analyse de sensibilité n’incluant que les expositions avant l'âge de 36 ans ou la première grossesse à terme, avec les fibres naturelles (RCmodèle8=1,59; IC95%:0,95-2,74) et les fibres traitées (RCmodèle2=1,39; IC95%:0,97-2,01). L’analyse par sous-type biomoléculaire n’a révélé aucune tendance. Conclusion Notre étude suggère la possibilité d’associations entre l’exposition professionnelle à certaines fibres textiles et le risque de cancer du sein post-ménopausique. / Objective To estimate the associations between occupational exposures to textile fibers/dusts, and postmenopausal breast cancer risk. Methods A population-based case-control study conducted in Montreal (20082011) identified incident cases (N = 695) in hospitals and frequency age-matched controls from the provincial electoral list (N = 608). Information on subjects’ personal risk factors and occupational history were collected through interviews. Occupational hygienists assessed these histories to attribute occupational exposures to several natural and synthetic fibers. Exposure indices included: any previous exposure (exposed/unexposed), average cumulative intensity of exposure and average cumulative exposure, among others. For all tumors and according to their biomolecular classification, logistic regression was used to calculate odds ratios (OR) and 95% confidence intervals (95%CI), with different models including various confounders. Sensitivity analyses were used to assess the robustness of the estimates. Results An association was found for any previous exposure to polyester (ORmodel8=0.55; 95%CI: 0.33-0.91). Some trends were found for the same exposure index with synthetic fibers (ORmodel8=0.63; 95%CI: 0.38-1.05) and cotton (ORmodel8=1.42, 95%CI: 0.95-2.16), and, in the sensitivity analysis including only exposures before the age of 36 or before the first full-term pregnancy, with natural fibers (ORmodel8=1.59; 95%CI: 0.95-2.74) and treated textile fibers (ORmodel2=1.39; 95%CI: 0.97-2.01). Analysis by tumor biomolecular subtype revealed no differences. Conclusion Our study suggests possible associations between occupational exposure to certain textile fibers and postmenopausal breast cancer risk.

Introduction : L’asthme professionnel (AP) est diagnostiqué au Québec avec le test de provocation bronchique spécifique (TPS). Le TPS consiste à exposer le patient à un agent causal suspecté en vue de provoquer une réaction asthmatique. Un TPS négatif est possible quand un agent causal a été omis de l’histoire professionnelle du patient. L’évaluation des expositions professionnelles par une expertise en hygiène en santé du travail est considérée comme une méthode précise, lorsque des données de mesure ne sont pas disponibles. Cependant, l'apport de cette méthode dans le diagnostic de l’AP n'a jamais été examiné dans un contexte clinique. Objectifs : Déterminer l'apport de l'évaluation des expositions professionnelles par une expertise en hygiène du travail dans l'investigation de l'AP. Comparer les expositions professionnelles détectées par un clinicien et par un hygiéniste chez 1) des sujets avec de l’AP prouvé par des TPS positifs, 2) chez des sujets avec des TPS négatifs. Méthodes : Une analyse des expositions potentielles par le clinicien a précédé la réalisation du TPS. Une évaluation des expositions professionnelles a été réalisée par un hygiéniste. L’hygiéniste n’avait pas connaissance du diagnostic du patient. Résultats : 120 sujets (TPS positifs : 67 négatifs :53) ont été enrôlés dans l’étude. L’hygiéniste a identifié l’agent causal dans la très grande majorité des TPS positifs. Dans 33 TPS négatifs, l’hygiéniste a détecté des agents sensibilisants non identifiés par le médecin. Conclusion : L’évaluation des expositions professionnelles par une expertise en hygiène du travail est une méthode pouvant compléter l'évaluation clinique pour la détection d’agents sensibilisants associés à l’AP. L’inclusion de cette approche dans l’évaluation clinique de l’AP aurait comme effet de réduire la survenance d’un diagnostic erroné. / Introduction: Occupational asthma (OA) is diagnosed in the province of Quebec with the specific inhalation challenge (SIC) test. The SIC test consists of exposing the patient to a suspected causal agent in order to induce an asthmatic reaction. When a causal agent has been omitted from the occupational history, the SIC test can be negative. An expert assessment of occupational exposures by an occupational hygienist is considered an accurate method when quantitative measurements are not available. However, its contribution has never been evaluated in the diagnosis of OA. Objective: Evaluate the contribution of an occupational exposure assessment by an expert industrial hygienist to the diagnosis of OA. Compare the occupational exposures detected by an occupational hygienist and a clinician in: 1) OA subjects with a positive SIC, 2) Subjects with a negative SIC. Methods: The clinician assessed the workplace exposures during a routine clinical evaluation preceding the performance of the SIC. An expert assessment of work histories was performed by an occupational hygienist blind to the diagnostic status of the patient. Results: 120 subjects (Positive SIC: 67 Negative SIC: 53) were enrolled in this study. The occupational hygienist detected the causal agent in almost all cases of OA. In 33 negative SIC, the occupational hygienist identified sensitizing agents which were not detected by the clinician. Conclusions: An expert assessment of occupational exposures by an occupational hygienist is a method which could complement the clinical assessment for the detection of sensitizing agents associated with OA. This method could be included in the clinical evaluation of OA in order to decrease the probability of misdiagnosis.