S’appuyant sur la démarche d’élaboration de questionnaire proposée par Dussault, Valois et Frenette (2007) inspirée par DeVellis (2003), ainsi que sur le processus d’accumulation de preuves de validité préconisé par Downing (2003) et inspiré de Messick (1994), cette étude vise à développer et obtenir des preuves de validité pour un questionnaire de connaissances sur l’asthme. Cette démarche comprend six étapes : 1- détermination de l’objet de mesure à la lumière d’une revue de littérature, 2- génération d’items, 3- détermination d’un format de mesure, 4- vérification de la clarté des items, 5- prétest, 6- preuves de validité. Le Questionnaire de connaissances sur l’asthme destiné aux patients adultes (QCA-PA) a été validé auprès de 101 adultes asthmatiques fréquentant la clinique spécialisée en asthme de l’Institut universitaire de cardiologie et de pneumologie de Québec. Plusieurs éléments de preuves de validité (contenu, processus de réponse, structure interne, relation avec d’autres variables, conséquences) ont été accumulés. Le QCA-PA présente un bon niveau de cohérence interne et est mieux représenté par une structure unidimensionnelle. Utilisé en clinique, ce questionnaire pourrait augmenter l’efficacité des interventions éducatives des professionnels de la santé.

Le diagnostic de l'asthme professionnel (AP) est toujours un défi. Le test de provocation bronchique spécifique (TPS), comme une méthode de diagnostic de référence, n’est pas aisément accessible. Cette étude diagnostique rétrospective vise à évaluer des outils diagnostiques actuels et à développer des scores cliniques pour AP (définis comme ayant le résultat positif en TPS). Les données concernant les travailleurs soupçonnés d'avoir de l’AP qui, d’une part, ont été exposés aux agents de haut-poids-moléculaire élevé (HPM) (n=139) et à bas-poids-moléculaire (BPM) (n=285), et d’autre part, ont travaillé encore un mois avant de l’évaluation de TPS. Par ailleurs, les modèles de régression logistique sont développés dans chaque groupe d'exposition. Ainsi, concernant des tests objectifs, les valeurs de différents tests distinctifs sont ajoutées aux caractéristiques cliniques, et enfin, le résultat a été évalué. Les modèles ont été testés pour l’exactitude, et pour la validation interne par la procédure bootstrapping. Suite à cela, les modèles finaux sont traduits en scores cliniques et le score total est stratifié en groupes à risque. Chez les travailleurs exposés à des agents BPM, si le test de la méthacholine est fait isolément, le modèle prédictif n'a pas montré de meilleures valeurs diagnostiques que le test de provocation. Cependant, dans le groupe HPM, le modèle final, y compris le sexe, l'âge> 40 ans, la durée des symptômes ≥1 an, la rhinoconjonctivite, l'utilisation de corticostéroïdes inhalés, le test de provocation à la méthacholine, et le test de la piqûre épidermique spécifique, avait un bon calibrage et une validation interne raisonnable. Par ailleurs, la catégorie de sujets avec une probabilité élevée d’avoir AP avait une meilleure spécificité et une meilleure valeur prédite positive par rapport à la combinaison de test de provocation à la méthacholine et de la piqûre épidermique spécifique dans la détection de l'AP, cependant n'avait pas de signification statistique. En conclusion, ce modèle quantifie la probabilité individuelle d'AP. Dans les centres où l'accès à TPS est difficile ou impossible, notre modèle serait utile dans le diagnostic d’OA, néanmoins, la validation externe du modèle reste nécessaire. Mots-clés : asthme professionnel, modèle diagnostique, prévention, score clinique. / The diagnosis of occupational asthma (OA) is challenging since the use of specific inhalation challenge (SIC) as the reference test is not widely accessible. This retrospective diagnostic study is aimed to evaluate current diagnostic tools and to develop clinical scores for OA (defined as positive SIC). Data from workers with suspected OA who were exposed to high-molecular-weight (HMW) (n=139) and low-molecular-weight (LMW) agents (n=285) and still working one month before the SIC were evaluated. Logistic regression models were developed in each exposure group. The added values of different objective tests to clinical and exposure characteristics were evaluated. The models were tested for accuracy, and, validated internally by the bootstrapping procedure. The final models were translated into clinical score and the sum scores were stratified into risk groups. In workers exposed to LMW agents, the predictive model did not perform better diagnostically than the methacholine challenge test alone. In the HMW group, the final model including sex, age >40 years, symptom duration ≥1 year, rhinoconjunctivitis, inhaled corticosteroid use, the methacholine challenge test, and specific SPT had a good accuracy and reasonable internal validation. The high probability category of the predictive model had a better specificity and positive predicted value compared to the combination of methacholine challenge test and specific SPT in detecting OA but did not reach the statistical significance. Our results suggest that this model could quantify an individual’s probability of OA. This model emphasizes the necessity of performing both tests in order to have a more accurate diagnosis in workers exposed to HMW agents. In centers where access to SIC is difficult or impossible, our model might be of benefit in diagnosing OA. Nevertheless, external validation of the model is necessary. Key words: occupational asthma, diagnostic model, prevention, clinical score.

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.

La pollution de l’air extérieur est reconnue comme étant une source importante du fardeau économique, environnemental et sanitaire. Bien que les polluants retrouvés dans l’air ambiant soient émis par de nombreuses sources, le transport routier reste une source majeure de pollution particulièrement, les oxydes d’azote. Les polluants issus du trafic routier comme le dioxyde d’azote (NO2) ont été reliés à des problèmes de santé, notamment respiratoires. Cette thèse vise à quantifier l’impact de l’exposition prolongée à la pollution atmosphérique issue du transport routier, dans un contexte québécois, sur la santé respiratoire des enfants âgés de 0 à 12 ans. Afin d’y parvenir, nous avons développé une cohorte de naissances avec des données médicoadministratives et des modèles statistiques pour estimer les associations entre l’exposition prolongée au NO2 et le développement ainsi que l’exacerbation de l’asthme infantile. Nous avons également utilisé des données issues de modèles de transport, d’émissions et de dispersions afin de quantifier les cas d’asthmes incidents attribuables au NO2 issus du transport en 2008 et 2031. L’exposition annuelle ainsi que de l’exposition à la naissance au NO2 a été associée de façon positive au développement de l’asthme. L’exposition annuelle au NO2 a aussi été reliée à l’exacerbation de l’asthme infantile. En plus d’être important, le fardeau de l’asthme infantile attribuable au NO2 issu du transport routier présente une importante variation spatiale dans la région de Montréal. En 2031, on estime que le fardeau absolu ainsi que le fardeau par personne de la pollution issue du trafic routier seront réduits pour l’ensemble de la région. Dans l’ensemble, cette thèse a permis de quantifier l’impact du fardeau du NO2 issu du trafic routier sur la santé respiratoire des enfants. Les résultats de cette recherche suggèrent que des mesures devraient être encouragées pour réduire le fardeau attribuable au transport routier. / Outdoor air pollution is recognized as an important economic, environmental and sanitary burden. Even though air pollutants are emitted by numerous sources, transportation remains an important source of pollutants, particularly nitrous dioxide (NO2). Road traffic pollutants were linked to health issues, chiefly respiratory problems. This thesis aims to quantify the impact of prolonged exposure to road traffic pollutants on respiratory health for children age between 0 to 12 years old, in Québec. We developed a birth cohort using medico administrative data and statistical models in order to estimate the association between prolonged exposure to NO2 and onset or exacerbation of childhood asthma. We also used data obtained from transportation, emission and dispersion models to quantified the burden of asthma attributed to road traffic both in 2008 and 2031. Birth and annual exposure to NO2 are positively linked to childhood asthma onset. Annual NO2 exposure is also associated with the exacerbation of childhood asthma in asthmatic children. In addition of being important the burden associated with transport related air pollution showed important spatial variation in the Montreal region. However the burden associated with road traffic pollution will be reduced in 2031 compared to 2008. Overall this thesis enables us to quantify the burden associated to NO2 generated by road traffic on respiratory health in children. The results of this research suggest that measures should be taken to reduce the burden of road traffic.

Les granulocytes de faible densité (LDGs) sont un sous-type de neutrophiles mis en évidence initialement dans le sang de patients atteints de différentes maladies telles que le lupus érythémateux systémique ou le psoriasis. Cependant, des études rapportent également leur présence chez des individus sains. On connait mal à ce jour les caractéristiques des LDGs, notamment en ce qui a trait à leur profil inflammatoire. De plus, leur biogenèse demeure toujours mal connue. Mes travaux de maîtrise visaient à comparer les propriétés des LDGs à celles des neutrophiles de densité normale (NDNs). Pour ce faire, 8 chevaux atteints d’asthme équin sévère et 11 chevaux sains bien caractérisés ont été sélectionnés pour l’étude et sur lesquels des isolations de NDNs ainsi que des LDGs ont été réalisées. La morphologie des neutrophiles a ensuite été évaluée par microscopie optique. Le contenu en myéloperoxidase, un composant des granules primaires azurophiles des neutrophiles, et la présence de récepteurs du N-formylméthionine-leucyl-phénylalanine (fMLP-R) ont été évalués par cytométrie de flux et immunofluorescence, respectivement. Enfin, la capacité fonctionnelle de ces cellules à produire spontanément des pièges extracellulaires des neutrophiles (NETs) a été étudiée in vitro par microscopie confocale. Les résultats démontrent que le nombre de LDGs est augmenté dans le sang des chevaux asthmatiques lors d'exacerbation de la maladie. De plus, ces cellules présentent une morphologie différente puisqu’elles sont de taille plus petite et contiennent plus de fMLP-R que les NDNs. Le contenu en myéloperoxidase est cependant similaire dans les deux populations de neutrophiles. Enfin, les LDGs produisent plus de NETs, et sont plus sensibles aux stimuli activateurs que les NDNs. Ces caractéristiques sont similaires dans les 2 groupes de chevaux suggérant ainsi que ce sont des propriétés intrinsèques des LDGs et qu’ils représentent une population cellulaire préactivée et qui de plus, est majoritairement mature. Cette étude caractérise et compare pour la première fois les LDGs chez des animaux sains et ceux retrouvés chez des animaux atteints d’une maladie inflammatoire chronique. / Low-density granulocytes (LDGs) are a subset of neutrophils first described in the bloodstream upon pathological conditions. However, several studies also reported the presence of these cells in the blood of healthy patients. Whether LDGs characteristics, especially their enhanced pro-inflammatory profile, are specific to this subset of neutrophils and not related to disease states is unknown. Thus, we sought to compare the properties of LDGs to those of autologous normal-density neutrophils (NDNs), in both health and disease. We studied 8 horses with severe equine asthma and 11 healthy animals. Neutrophil morphology was studied using optical microscopy, and content in myeloperoxidase and N-formylmethionine-leucyl-phenylalanine receptors (fMLP-R) evaluated using flow cytometry and immunofluorescence, respectively. Confocal microscopy was used to determine their functional capacity to spontaneously release neutrophil extracellular traps (NETs) stimulating with phorbol-12-myristate-13-acetate (PMA). LDGs were smaller and contained more fMLP-R than NDNs, but myeloperoxidase content was similar in both populations of neutrophils. They also had an increased capacity to produce NETs, and were more sensitive to activation stimuli. These characteristics were similar in both healthy and diseased horses, suggesting that these are intrinsic properties of LDGs. Furthermore, these results suggest that LDGs represent a population of primed and predominantly mature cells. Our study is the first to characterize LDGs in health, and to compare their characteristics with those of animals with a naturally occurring disease.

Chez les patients asthmatiques, on retrouve un remodelage de la matrice extracellulaire des poumons, caractérisé par une augmentation du collagène ou fibrose de la couche sous-épithéliale des voies respiratoires. Le souffle, maladie inflammatoire chronique des voies respiratoires inférieures des chevaux matures, présente des similarités physiopathologiques avec l’asthme humain, incluant le remodelage. Ceci nous conduit à l’hypothèse que la fibrose de la couche sous-épithéliale pourrait être une composante des lésions pulmonaires chez les chevaux affectés, ce que notre étude avait pour objectif d’évaluer. Des biopsies pulmonaires périphériques réalisées par voie thoracoscopique ont été obtenues chez 5 chevaux témoins et 6 chevaux atteints du souffle, avant (T0) et après une stimulation antigénique de 30 jours avec du foin moisi et de la paille. Avant le début de l’étude, les sujets étaient en rémission clinique et ne démontraient aucun signe clinique de maladie. Un examen microscopique des échantillons prélevés a été réalisé après traitement au picrosirius-rouge, colorant spécifique des fibres de collagène. La surface du collagène de la couche sous-épithéliale a été mesurée et corrigée en fonction de la taille de la voie respiratoire en utilisant des techniques morphométriques standards. Les chevaux atteints de souffle ont une surface de collagène plus grande dans la couche sous-épithéliale (p<0.1) en comparaison avec les chevaux témoins. La fibrose de la couche sous-épithéliale demeure inchangée chez les chevaux malades après la stimulation antigénique de 30 jours. À T0, la fibrose de la couche sous-épithéliale est associée positivement aux variations maximales de pression pleurale et à la résistance pulmonaire chez les chevaux atteints de souffle. Les résultats de cette étude suggèrent qu’une fibrose de la couche sous-épithéliale est présente dans les voies respiratoires périphériques des chevaux atteints de souffle et contribue au déficit de fonction résiduel pulmonaire observé lors de rémission clinique. / Extracellular matrix remodelling is present in the human asthmatic lung, and is characterized by increased collagen or fibrosis of the subepithelial area of the airway. Heaves, a naturally occurring chronic lower airway inflammatory condition in horses shares aspects of pathophysiology with asthma, including features of airway remodelling. We thus hypothesize that airway fibrosis is a characteristic of remodelling in heaves. The aim of this study was to evaluate the presence of fibrosis in the subepithelial area of the peripheral airways of heaves-affected horses. Peripheral lung biopsies acquired under thoracoscopic guidance were obtained from 5 control and 6 heaves-affected horses, both before (T0) and after a 30 day antigenic challenge with mouldy hay and straw. Prior to the study, diseased horses were in clinical remission and exhibited no clinical signs of disease. Obtained samples were microscopically examined using picrosirius-red, a collagen specific histological staining technique. Collagen area in the subepithelial layer, e.g. the region between the airway smooth muscle and the epithelial layer was measured, and corrected for airway size using standard morphometric techniques. In comparison with controls, heaves-affected horses had an increased collagen content in the airway subepithelial area (p<0.1). No change in fibrosis of the subepithelial area was observed in diseased horses after the 30 day antigenic challenge. Peripheral airway subepithelial collagen at baseline was positively associated with maximal changes in transpulmonary pressure and pulmonary resistance in horses with heaves but not in controls. Results of this study indicate that fibrosis of the subepithelial area is present in the peripheral airways of heaves-affected horses, and may play a role in residual lung function deficits observed in diseased horses even while in clinical remission.

L’asthme est l’une des pathologies chroniques les plus fréquemment rencontrées durant la grossesse, affectant environ 8% des femmes enceintes. Les lignes directrices pour le traitement de l’asthme affirment que le risque d’un développement non optimal du fœtus dû à un asthme mal maîtrisé est supérieur au risque associé à la prise de médicaments pour le traitement de l’asthme durant la grossesse. Des questions persistent par contre sur l’innocuité des hautes doses de corticostéroïdes inhalés (CSI) et très peu de données sont publiées pour les bêta2-agonistes à longue action (BALA). Un programme de recherche en deux volets a été développé afin de répondre à certaines de ces questions. Dans un premier volet, une cohorte de femmes asthmatiques accouchant au Québec de 1998 à 2008 a été assemblée à partir des bases de données de la Régie de l’assurance maladie du Québec et de MED-ÉCHO afin d’évaluer l’impact de la prise de CSI ou de BALA sur la prévalence de faible poids à la naissance (FPN), de prématurité et de bébé petit pour l’âge gestationnel (PAG). La cohorte était composée de 7376 grossesses dont 56,9% étaient exposées aux CSI et 8,8% aux BALA. Dans cette cohorte, l’utilisation de BALA n’était pas associée à des prévalences plus élevées de FPN (OR=0,81, IC95%:0,58–1,12), prématurité (OR=0,84, IC95%:0,61–1,15) ou PAG (OR=0,92, IC95%:0,70–1,20). Lors de la comparaison des BALA (salmétérol comparé au formotérol comme référence) la différence la plus importante était pour le PAG (OR=1,16, IC95%:0,67–2,02). Pour les CSI, une tendance à une augmentation de FPN, prématurité et PAG a été observée avec l’augmentation des doses. Le OR le plus élevé était pour une dose > 500 ug/jour (équivalent fluticasone) pour le FPN: (OR=1,57, IC95%:0,86–2,87). La comparaison des CSI les plus utilisés (fluticasone comparé au budésonide comme référence) montre des différences non statistiquement significatives avec la différence maximale observée pour le PAG (OR=1,10, IC95%:0,85–1,44). Dans un second volet, une sous-cohorte de femmes asthmatiques avec visites médicales pour exacerbation d’asthme au Centre hospitalier universitaire de Sherbrooke (CHUS) a été constituée pour comparer le traitement des exacerbations durant et hors grossesse. Les résultats montrent que le traitement par CS était moins fréquent et différé pour les femmes enceintes comparées aux femmes non-enceintes. Le traitement de maîtrise de l’asthme (CSI et/ou BALA) dans l’année précédant l’exacerbation était sous-optimal. Les résultats présentés dans cette thèse démontrent l’innocuité des BALA et des doses faibles à modérées de CSI pendant la grossesse pour les issues de FPN, prématurité et PAG alors que des études supplémentaires sont nécessaires afin d’évaluer l’innocuité des hautes doses de CSI. Une innocuité comparable entre les CSI (budésonide, fluticasone) et les BALA étudiés (formotérol, salmétérol) a également été démontrée. Les résultats montrent également un recours moindre aux CS pour le traitement des exacerbations d’asthme durant la grossesse comparativement à hors grossesse. Ces résultats sont un ajout important aux évidences permettant aux cliniciens et aux femmes enceintes asthmatiques de faire les meilleurs choix pour optimiser le traitement pharmacologique durant la grossesse. / Asthma is one of the most common chronic medical conditions encountered during pregnancy, affecting approximately 8% of pregnant women. Current asthma treatment guidelines emphasize the importance and safety of the use of asthma medications during pregnancy compared to the risk of poorly controlled asthma for the fetus. In the evaluation of the safety of asthma medications during pregnancy, the literature review shows that questions persist, amongst others, on the safety of high inhaled corticosteroids (ICSs) doses and that there is a paucity of data on the safety of long-acting beta2-agonists (LABAs). A two components research program was developed to answers some of these questions. In the first component, a cohort of asthmatic women giving birth from 1998 to 2008 was constructed from the Régie de l’assurance maladie du Québec (RAMQ) et de MED-ÉCHO databases to assess the impact of the use of long-acting β2-agonists (LABAs) and the dose of inhaled corticosteroids (ICSs) during pregnancy on the prevalence of low birth weight (LBW), preterm birth (PB), and small for gestational age (SGA). The cohort included 7,376 pregnancies: 8.8% exposed to LABAs and 56.9% exposed to ICSs. LABA use was not found to be associated with increased prevalence of LBW (OR=0.81; 95%CI: 0.58–1.12), PB (OR=0.84; 95%CI: 0.61–1.15), or SGA (OR=0.92; 95%CI: 0.70–1.20). In the LABAs comparison (salmeterol compared to formoterol as reference), the most important difference was observed for PAG (OR=1.16, 95%CI: 0.67–2.02). For the ICSs, increasing doses were associated with a trend of increased LBW, PB, and SGA. The maximal observed OR was for a dose > 500 ug/day (fluticasone-equivalent) for LBW: (OR=1.57, 95%CI: 0.86–2.87). The comparison of the most frequently used ICSs (fluticasone compared to budesonide as reference) revealed non-statistically significant differences with a maximal difference observed for SGA (OR=1.10, 95%CI: 0.85–1.44). In the second component, a sub-cohort of asthmatic women with medical visits for asthma exacerbations was constructed to compare the treatment of exacerbations during and outside of pregnancy. The results show a reduced and delayed use of systemic corticosteroids for the treatment of asthma exacerbations in women when pregnant than when non-pregnant. The preventive treatment of asthma (ICSs and/or BALAs) could also be optimized. The results presented in this thesis support the safety of the use during pregnancy of LABAs and low to moderate doses of ICSs for the outcomes of LBW, PB and SGA and point to the need for additional data on the safety of high ICS doses. A comparable safety between studied ICSs (budesonide and fluticasone) and BALAs (formoterol and salmeterol) was also demonstrated. We also observed a reduced and delayed use of systemic corticosteroids for the treatment of asthma exacerbations in women when pregnant than when non-pregnant.

La majorité des études qui ont examiné les effets respiratoires d’une exposition de courte durée à la pollution de l’air ont été réalisées en milieu urbain. En milieu pollué par des sources industrielles, la nature de l’exposition diffère de celle en milieu urbain. Le premier objectif de ce mémoire visait une recension des études traitant de l’association entre les effets respiratoires chez l’enfant et l’exposition aux émissions de polluants industriels. La majorité des études suggèrent que l’exposition aux émissions de polluants émis par des industries est associée à un accroissement des problèmes respiratoires. Dans ces études, l’effet de l’exposition de courte durée a rarement été étudié. L’autre objectif du mémoire était d’évaluer l’association entre une exposition journalière aux émissions de pollution atmosphérique d’un complexe industriel (deux fonderies et une usine de raffinage de l’alumine) du Saguenay, Québec, et les hospitalisations pour problèmes respiratoires des enfants de 0 à 4 ans vivant près de celles-ci (<7.5 km), à l’aide d’une étude épidémiologique de type cas-croisé. Le pourcentage d’heures où le domicile de l’enfant était sous les vents provenant de la direction du complexe industriel et les maxima et moyennes journalières des concentrations de dioxyde de soufre (SO2) et de particules fines (PM2.5) ont été recueillis du 1er janvier 2001 au 31 décembre 2010 afin d’estimer l’exposition. Des régressions logistiques conditionnelles ont été employées pour estimer les rapports de cotes (OR) et les intervalles de confiance à 95%. Les hospitalisations pour asthme et bronchiolite chez les jeunes enfants étaient associées à l’augmentation de l’exposition journalière aux émissions, estimée par le pourcentage d’heures sous les vents. Les résultats de ce mémoire suggèrent que l’exposition aux émissions industrielles de polluants de l’air est associée à des effets respiratoires chez les enfants. / Most studies performed to date that assessed the respiratory effects of short term exposure to air pollutants have been performed in urban environments. Air pollutant mixtures in urban environments may differ than those originating from industrial settings. The first objective of this thesis was a literature revue of all studies published to date on the respiratory effects of exposure to industrial emissions in children. Studies published to date usually report, that exposure to industrial emissions of air pollutants are associated with respiratory effects. In these studies, effects of short-term exposure have rarely been studied. The second objective of this thesis was to estimate the association between daily exposure to emissions of atmospheric pollution coming from an industrial complex (with two smelters and an alumina refining plant) in Saguenay, Quebec, and hospitalizations for respiratory problems in children aged 0 to 4 years living near nearby (<7.5 km) with an epidemiologic case-crossover design. The percentage of hours when the residence of the children was downwind from the industrial complex and the daily average and peak concentrations of sulfur dioxide (SO2) and particulate matter (PM2.5), measured from January 1st 2001 to December 31th 2010, were used to estimate the exposure of children. Conditional logistic regressions were used to estimate the associations with odds ratios (OR) and the 95% confidence intervals. Hospitalizations for asthma and bronchiolitis in young children living near the aluminum/industrial complex increased with the daily exposure, estimated by the percentage of hours downwind. Results from this thesis suggest that exposure to industrial emissions of air pollutants is associated with respiratory effects in children.

Le genre Entérovirus (EV) (famille des picornaviridae) est composé de petits virus à ARN non enveloppées classés en 12 espèces dont 7 sont pathogènes pour l'homme : 4 espèces (A-D) d'enterovirus humains (HEV) et trois espèces (A-C) de rhinovirus humains (HRV). Dans le genre enterovirus, les HRV et HEV sont reconnus comme des pathogènes respiratoires fréquemment responsables d'infections des voies aériennes supérieures et inférieures chez l'enfant et l'adulte. Entre 2009 et 2012, de nouveaux génotypes d'HEV à tropisme respiratoire (HEV-68, 104, 109, et le CVA-21) ont été décrits dans des cas isolés ou épidémiques démontrant la capacité des espèces A à D à induire des infections respiratoires basses humaines.La première phase de ce travail de thèse a eu pour objectifs de préciser le rôle étiologique des infections à EVs; d'identifier les génotypes potentiellement responsables des pathologies respiratoires pédiatriques nécessitant une hospitalisation, mais aussi d'analyser et de comparer les caractéristiques cliniques et épidémiologiques entre les différents groupes de génotypes identifiés. Nous avons réalisé une étude rétrospective sur une cohorte de 309 enfants hospitalisés au CHU de Reims entre septembre 2009 et juin 2010 pour une infection respiratoire aiguë non documentée microbiologiquement par la réalisation des tests virologiques et bactériologiques conventionnels. Nos résultats montrent que le génome des EVs (HEV et HRV) est retrouvé dans 60,5% (187/309) des aspirations naso-pharyngées des enfants hospitalisés, distinguant 15 infections à HEV (dont 10 souches HEV-68) et 172 à HRV. Les cas de bronchiolite et d'exacerbation de l'asthme (133/187) positifs pour la détection des souches HEV (12/133) étaient plus âgés (P=0,003) et plus fréquemment associés avec une détresse respiratoire (P=0,01) et un besoin en oxygénothérapie au moment de leur hospitalisation (P=0,01) que les cas infectés par un HRV. De plus, nous avons mis en évidence pour la première fois en France la circulation épidémique de souches d'HEV-68 (10/15 des souches d'HEV détectées) isolées au cours de l'automne 2009 chez des enfants hospitalisés pour une infection respiratoire aiguë. Nos résultats fournissent de nouvelles informations sur ce génotype ré-émergent qui semble présenter un tropisme respiratoire spécifique des voies respiratoires inférieures.La seconde phase de ce travail de thèse s'est intéressée à étudier les mécanismes liés au développent des processus inflammatoires de la muqueuse au cours de l'infection des voies respiratoires basses par HEV. A l'aide d'un modèle in vitro de cellules respiratoires humaines (A549) infectées par HEV-B (CVB5, Mitchell), nous avons observé que l'infection réplicative des HEV dans les cellules A549 induisait une augmentation dose et temps-dépendante des ARNm, et des protéines IL-8, MCP-1 et RANTES.En conclusion, nos résultats obtenus à partir de prélèvements respiratoires dans le cadre de notre étude de cohorte suggèrent que les EVs représentent une cause étiologique fréquente d'infections respiratoires basses chez l'enfant avec une pathogénicité supérieure des HEVs (principalement dans notre étude HEV-68) par rapport aux souches HRVs. De plus, nos résultats obtenus à partir d'expérimentation in vitro démontrent que les HEVs du groupe B sont capables d'induire au cours de l'infection des cellules épithéliales alvéolaires humaines (A459) une sécrétion spécifique d'IL-8, MCP-1 et RANTES. La production de ces chimiokines correspond à une réponse innée de la cellule épithéliale humaine infectée par les HEVs: nous avons montré pour la première fois que ce mécanisme était en partie régulé par l'activation de la voie non canonique de NF-kB via la protéine NIK dans la cellule épithéliale respiratoire humaine. / The Enterovirus (EV) genus (picornaviridae family) consists of small non-enveloped positive RNA viruses classified in 12 species of which 7 are pathogenic for humans: four species (A-D) of human enterovirus (HEV) and three species (A-C) of human rhinovirus (HRV). Among the EV genus, HEV and HRV are recognized as leading causes of acute respiratory tract infections (ARTIs) in human. Between 2009 and 2012, new HEV respiratory genotypes (e. g. HEV-68, 104, 109, 117 and CVA-21) have been described in isolated cases or outbreaks supporting the ability HEV species A to D to induce lower respiratory tract infections. This supports the hypothesis of an underestimation of the prevalence and etiological role of EVs in pediatric acute respiratory tract infections (ARTIs) (more specifically bronchitis, bronchiolitis and asthma exacerbation).To assess the etiological role and the clinical characteristics of HRV and HEV infections in pediatric patients hospitalized for ARTIs, we conducted a retrospective study of 309 hospitalized pediatric patients in University Hospital Centre of Reims with microbiologically unexplained ARTIs from September 2009 to June 2010. Among the 309 ARTIs, 15 HEV and 172 HRV strains were identified. Among bronchiolitis and asthma exacerbation cases (n=133), HEV infected cases were older (P=0.003) and were more frequently associated with a respiratory distress (P=0.01) and a need for oxygen therapy at the time of admission (P=0.01) than cases infected by HRV strains. Interestingly, during this retrospective study, we provided evidence that during the fall 2009 in France, HEV-D68 strains were responsible for a low proportion of pediatric cases hospitalized for acute airway diseases including bronchiolitis and asthma exacerbation.To identify the mechanisms that can regulate the development of airway mucosa inflammation during HEV respiratory lower tract infections, we investigated the production of chemokines by HEV infected human alveolar epithelial cells (A549). Using in vitro model A549 cells infected by HEV-B (CVB5, Mitchell), we demonstrated that HEV-B strains isolated from upper respiratory tract of child with bronchiolitis could actively replicate in various human airway epithelial cells, and that this replicative infection induced specific dose and time-dependent increases in mRNA and protein secretion of IL-8, MCP-1 and RANTES, but not of all other CC and CXC human chemokines tested. The protein secretion of these chemokines appeared to be significantly increased at 48 and 72 hours post-infection in culture treated by low-doses of IFN-γ in comparison with mock-infected cells (P <0.001), and was correlated to the viral replication activity. In second time, we explore the pathogenic mechanisms that can regulate inflammatory responses to HEV in lower respiratory airways. We show that HEV infection induced a time-dependent increase of NIK protein accumulation that peaks at 16 hours post-infection (H P-I). NIK protein accumulation mediated the processing of p100 in p52, which association with Rel B was evidenced in nuclear compartment between 16 and 48 H P-I.In conclusion, our findings indicate that EVs are a common cause of lower respiratory tract infections in pediatric patients with a potential higher pathogenicity of HEV strains (mainly HEV-68) by comparison to HRV strains. Moreover, our in vitro results demonstrated that HEV are capable to induce the release of specific chemokines (IL -8, MCP-1 and RANTES) by alveolar epithelial cells during a replicative infection. Finally, we demonstrated for the first time that this innate airway epithelial cell response against HEV infection was partly regulated by the activation of the non-canonical NF-kB via NIK protein.

Le but de cette thèse était d’analyser les associations entre plusieurs facteurs environnementaux (consommations maternelles de tabac, d’alcool et de boissons caféinées pendant la grossesse) et médicaux (antécédents d’asthme ou d’eczéma) et les leucémies aiguës de l’enfant, et d’étudier des polymorphismes génétiques susceptibles de modifier ces associations. Les analyses ont été réalisées à partir de l’étude cas-témoins nationale ESCALE réalisée en population générale en 2003 et 2004. Les données sur les antécédents médicaux et les consommations maternelles pendant la grossesse ont été recueillies au cours d’un entretien téléphonique standardisé des mères. Les polymorphismes génétiques d’intérêt ont été sélectionnés suivant une approche candidate sur leur fonctionnalité, dans des gènes impliqués dans le métabolisme du tabac (CYP1A1*2, CYP2E1*5, NQO1*2, EPHX1 et NAT2*5), de l’alcool (CYP2E1*5, ADH1C*2) et de la caféine (NAT2*5), et dans l’allergie (IL4, IL4R, IL10 et IL13). Les données génétiques ont été obtenues à partir de prélèvements de sang chez les cas et de salive chez les témoins, par génotypage de 370 000 SNPs chez les cas et sur puce à façon de 4 500 SNPs chez les témoins, complété par des imputations génotypiques lorsque les polymorphismes candidats n’étaient pas disponibles au génotypage. Au total, les données étaient disponibles pour 493 cas de leucémie aiguë et 442 témoins d’origine européenne.La consommation maternelle de café pendant la grossesse était positivement associée aux leucémies aiguës de l’enfant dans cette étude. Aucune association significative n’était observée avec le tabagisme maternel ou la consommation d’alcool pendant la grossesse. La présence de deux allèles NAT2*5 était associée aux leucémies aiguës lymphoblastiques (Odds Ratio OR=1.9 [1.3-2.7]), mais les analyses ne montraient pas d’association avec les autres polymorphismes des enzymes du métabolisme. Aucune interaction significative n’a été observée entre les polymorphismes candidats et le tabagisme maternel ou les consommations d’alcool ou de boissons caféinées pendant la grossesse. Cependant, les allèles candidats de CYP2E1, NQO1 et EPHX1, trois enzymes impliquées dans le métabolisme du benzène, semblaient interagir entre eux.Les allèles variants dans les gènes IL13, IL4, IL10 et IL4R n’étaient pas associés au risque de leucémie de l’enfant. Les antécédents d’asthme ou d’eczéma étaient plus fréquemment retrouvés chez les témoins que chez les cas (OR=0.7 [0.6-0.9]). Cette association inverse était essentiellement retrouvée chez les enfants porteurs d’un haplotype variant régulant l’expression de l’IL10 (p interaction=0.08) et porteurs de deux allèles de référence pour IL13-rs20541 (p interaction=0.06).En conclusion, ces résultats suggèrent un rôle de la consommation de café dans le risque de leucémie, déjà observé dans la précédente étude de l’équipe, qui devra être répliqué et approfondi. En revanche, aucune association n’a été observée avec la consommation maternelle de tabac ou d’alcool, même en tenant compte des polymorphismes génétiques candidats. L’interaction gène-gène des trois enzymes impliquées dans le métabolisme du benzène est intéressante et devra être explorée dans d’autres études. Enfin, l’association inverse entre le risque de leucémie aiguë et les antécédents d’asthme ou d’eczéma semble limitée aux enfants porteurs de certains polymorphismes des interleukines IL10 et IL13, ce qui pourrait refléter des mécanismes biologiques sous-jacents. Ces hypothèses pourront être testées d’autres études, et en particulier dans l’étude ESTELLE, récemment réalisée par l’équipe. / The aim of this thesis was to analyze the associations between several environmental (maternal consumption of tobacco, alcohol or caffeinated drinks during pregnancy) and medical (history of asthma or eczema) factors and childhood acute leukemia, and to study genetic polymorphisms suspected to modify those associations.The analyses were performed using data from the national population-based case-control ESCALE study conducted in 2003 and 2004. Information about medical history and maternal consumptions during pregnancy was obtained through a standardized telephone interview with the mothers. The genetic polymorphisms were selected using a candidate approach based on their functionality, in genes involved in the metabolism of tobacco (CYP1A1*2, CYP2E1*5, NQO1*2, EPHX1 and NAT2*5), alcohol (CYP2E1*5, ADH1C*2) or caffeine (NAT2*5), and in allergy (IL4, IL4R, IL10 and IL13). Biological samples consisting of blood for cases and saliva for controls allowed for the genotyping of 370,000 SNPs in the cases and 4,500 SNPs in the controls. Where the candidate polymorphisms were not available from the genotyping, genotypic imputation was used to infer those. In total, data was available for 493 acute leukemia cases and 442 controls of European origin. Maternal coffee drinking during pregnancy and, to a lesser extent, cola soda drinking, was positively associated with childhood leukemia in the ESCALE study. No significant association was observed with maternal smoking or alcohol consumption during pregnancy. Carrying two NAT2*5 alleles was associated with acute lymphoblastic leukemia (Odds Ratio OR=1.9 [1.3-2.7]), although the analyses showed no association with the other candidate alleles involved in metabolism. There was no significant interaction between the candidate genetic polymorphisms and maternal consumptions of tobacco, alcohol or caffeinated drinks during pregnancy. However, the candidate alleles of CYP2E1, NQO1 and EPHX1, three enzymes involved in benzene metabolism, seemed to interact together.The variant alleles in IL13, IL4, IL10 and IL4R genes were not associated with childhood leukemia. A history of asthma or eczema was more frequently reported in controls than in cases (OR=0.7 [0.6-0.9]). This inverse association was mostly observed in children carrying a variant haplotype regulating the expression of IL10 (p for interaction=0.08), and carrying two reference alleles for IL13-rs20541 (p for interaction=0.06).As a conclusion, these results suggest a role of maternal coffee drinking during pregnancy in childhood leukemia that had already been reported in a previous French study of the same research team, and needing in-depth study and replication. However, no association was observed with maternal smoking or alcohol drinking, even after taking into account the candidate genetic polymorphisms. The gene-gene interaction of the three enzymes involved in benzene metabolism is interesting and needs to be investigated in other studies. Finally, the inverse association between childhood acute leukemia risk and medical history of asthma or eczema seems to be limited to the children with specific polymorphisms of interleukins IL10 and IL13, which could reflect underlying biological mechanisms. Those hypotheses should be further tested in other studies, such as the ESTELLE study, that has been recently conducted by the team.