Impact de la qualité de l air sur la santé respiratoire des écoliers.

EPAR Journée Jean-Marc CUNY 8 ème Journée du réseau ALLERGOLOR Impact de la qualité de l air sur la santé respiratoire des écoliers. Isabella Annesi-Maesano EPAR: Epidémiologie des maladies allergiques et respiratoires INSERM UPMC Paris 6 Faculté de Médecine St-Antoine Paris, France Isabella.annesi-maesano@inserm.fr

Contexte L école constitue une source importante d'exposition à la pollution atmosphérique. Près de 93millions d'étudiants (<18 ans), représentant environ 18,6% de la population totale au sein de l'union européenne, durant l'année académique 2009/2010, Les enfants peuvent passer jusqu'à un tiers de leur temps dans les bâtiments des écoles, y compris les crèches Les enfants âgés de 7-10 restent à l école plus de 800 heures par an.

Pollution à l école Activités Peinture, Ménage Ameublement Décoration Combustion Chauffage (s il y en a) Air extérieur Bâtiment : Âge, conception, équipement, maintenance, désordre de construction Ventilation Bio effluents, bactéries, moisissures Réactivité

Pollution à l école Activités Peinture, Ménage Ameublement Décoration Combustion Chauffage (s il y en a) Air extérieur Bâtiment : Âge, conception, équipement, maintenance, désordre de construction Ventilation Bio effluents, bactéries, moisissures Réactivité Polluants mesurés: - NO 2 - O 3 - PM 2.5 - formaldéhyde, - acétaldéhyde, -Acroléine -CO2 -Moisissures

Studies on air quality and related effects at school[ak1]

Health effects are indicated with a S (significantly, with P-valu), or NS (Not Significant), if reported. Presence or H e a l t h E f f e c t exposure to air Head Eye Cough/Whee-zing Upper respiratory Asthma (symptoms) SBS Medication School pollutant ache problem symptoms/bronchitis/ /doctor performan s Rhinoconjunctivis/Sinusi visit ce tis/mucosal irritation/stuffy nose/sore throat or dryness CO (S) C-S (S) CO 2 PM (S) Formaldehyde (S) (S) (S, P<0.05) (S) VOCs NO 2 (S, P<0.05), (Microbial VOC) 48 Respirable dust 48 Settled dust (suggested) Moulds or fungi (spring vs. fall) (suggested) Bacteria Cat allergen in settled dust (S. for viable moulds, P<0.01), 61 (total moulds) (S for viable bacteria, P=0.01) (S., P<0.01) (S. for spring vs fall, P<0.01)

HESE

Etude HESE: Health Effects of School Environment

Etude HESE: Health Effects of School Environment

Etude des 6 Villes

E6C Etude des 6 Villes Population d étude Localisation des six agglomérations incluses dans l Étude des 6 Villes. 401 classes de CM1-CM2 dans 108 écoles tirées au sort 6683 enfants avec données complètes 5085 enfants (10.4±0.7 ans) avec mesures de pollution pendant la semaine de la visite médicale Recueil : de mars 1999 à octobre 2000 Les données de population sont celles des aires urbaines INSEE. Source : INSEE Recensement 1999. Créteil fait partie de l aire urbaine de Paris.

Protocole d enquête Questionnaire épidémiologique, complété par les parents Modules ISAAC (Asher, ERJ, 1995) portant sur l asthme, la rhinite allergique et l eczéma Diagnostic, symptômes, prise en charge Facteurs de risque potentiels caractéristiques socio-économiques, antécédents familiaux d asthme et d allergies, caractéristiques du logement, tabagisme passif Bilan médical, effectué par un médecin spécialement formé Tests Allergologiques Cutanés (TAC) sensibilisation allergique Test de la course libre (Debrock, RESP, 2002) asthme à l effort Mesure d eno dans un sous-groupe d enfants Le protocole d enquête a été approuvé par le CCPPRB et la CNIL a donné son accord pour la constitution du fichier informatique.

Mesures de pollution atmosphérique en classe PM 2.5 NO 2 O 3 Formaldéhyde, acétaldéhyde, acroléine Pompes et capteurs pendant la semaine d examen + Mesures dans les préaux

Résultats 1. Indicateurs par questionnaire et bilan de santé 2. Marqueur d inflammation bronchique: eno et pollution (étude nichée de type cas témoin)

RES1. Qualité d air dans les salles de classe (401 classes, 108 écoles, 5085 enfants) Concentrations faibles Concentrations élevées % enfants dans classes avec concentrati ons élevées Intervalle Intervalle N échantillons Range Moyenne Range Moyenne Polluatant NO 2 418 [7.3-33.0] 23.2 [33.1-62.0] 41.2 33.7 PM 2.5 387 [5.1-17.9] 12.5 [18.0-70.3] 23.8 37.2 Acroléine 359 <1.0 [1.0-23.7] 3.2 32.7 Acétaldéhyde 425 [2.6-10.4] 6.7 [10.5-34.6] 15.4 28.9 Formaldéhyde 425 [4.1-29.7] 19.3 [29.8-107.3] 43.2 28.5 concentrations élevées : > 70 percentiles 1 enfant sur 3 exposé en classe d après l OMS

35 30 25 20 15 10 5 0 RES1. Prévalence des indicateurs de santé allergique et respiratoire (N=5085) 25,7 29,4 20,6 12,3 11,9 12,7 12,8 9,5 9,9 8,1 Asthme effort Eczéma jour ex Asthme année RC année Eczema année Asthme vie RA vie Eczéma vie SA Pollens SA: sensibilisation allergénique (positivité aux TAC) %

RES1. Corrélation entre PA dans les salles de classe et indicateurs de santé le jour de l examen (N=5085) Asthme effort Eczéma NO 2 NS 0.181* (p=0.09) PM 2.5 0.374 (p=0.001) 0.488 (p=0.001) FA NS NS Acétaldéhyde NS NS Acroléine NS NS *: Corrélation ; NS: non significatif

RES1. Relation entre PA dans les salles de classe et indicateurs de santé année et vie (N=5085) Odds-ratios ajustés et intervalle de confiance à 95% Polluants Asthme année Asthme vie Rhinite allergique vie Sensibilisation allergique NO 2 1,15[0,94-1,41] 1,17[0,99-1,39] 1,18[1,13-1,24] 1,20[1,02-1,41] PM 2.5 1,33[1.00-1.76] 1,20[1,04-1,39] FA 1.19 [1.04-1.36]). Acétaldéhyde Acroléine 1,14[1,01-1,27] 0,92[0,86-0,98] 1,54[1,07-2,23] pour moisissures Exposition forte vs. faible P < 0,10 P < 0,05

Santé RES2. eno et pollution en classe Etude nichée cas-témoin 104 écoliers de CM1 et CM2 (10.4+/-0.7 ans) de 18 écoles de Clermont-Ferrand : 67 non asthmatiques et 37 asthmatiques 40 35 30 Pourcentage 25 20 15 10 5 0 [0;5[ [5;10[ [10;15[ [15;20[ [20;25[ [25;30[ [30;35[ [35;40[ [40;45[ [45;50[ [50;70[ eno (ppb) Asthmatiques en rouge

2. eno et pollution en classe 70 60 Concentration (µg/m3) 50 40 30 20 10 0 NO2 PM2,5 Acetaldehyde Formaldehyde Classrooms pollution Rapport > 1 : enfants fortement exposés exhalent plus d eno que les faiblement exposés Ex de résultats en ppb chez les enfants non asthmatiques exposés ou non au formaldéhyde: Rapport significatif de 1,58 (95% IC [1,10;2,24]) - Valeurs d eno estimées à partir du rapport : Enfants fortement exposés : Enfants faiblement exposés : 15,84 ppb d eno (95% IC [11,36;22,09]) 10,07 ppb d eno (95% IC [8,13;12,47]) M. Flamant-Hulin (AJRCCM soumis)

Conclusion et perspectives

Conclusions Indoor air quality in schools has been much less studied than IAQ in other buildings Schools frequently have severe indoor air problems because of poor building construction and maintenance, poor cleaning and poor ventilation (CO2>1000 ppm); in addition, high levels of volatile organic compounds (VOCs), allergens and moulds (humidity) have frequently been measured. A variety of building characteristics were found to relate to the levels of different air pollutants. Poor air quality in schools has been related significantly to a large spectrum of diseases. Respiratory health is particularly challenged by air pollutants found in schools through the inhalation route. Allergic individuals could be a higher risk. Few studies have examined the effects on exposure and health of measures taken to improve air quality.

Perspectives Étude domiciliaire à Clermont-Ferrand (cas-témoin nichée) : 62 domiciles Au total: BTX, NO 2 O 3 PM 2.5 Formaldéhyde, acétaldéhyde, acroléine moisissures

EPAR Merci annesi@u707.jussieu.fr

Valorisation Articles originaux 1.Pénard-Morand C, Charpin D, Raherison C, Kopferschmitt C, Caillaud D, Lavaud F, Annesi- Maesano I. Long-term exposure to background air pollution related to respiratory and allergic health in schoolchildren. Clin Exp Allergy 2005; 35(10): 1279-87. 2. - Pénard-Morand C, Schillinger C, Armengaud A, Debotte G, Chrétien E, Pellier S, Annesi- Maesano I, ISAAC-France. Assessment of schoolchidren's exposure to traffic-related air pollution in the French Six Cities Study using a dispersion model. Atmospheric Environment 2006; 40(13): 2274-2287. 3. - Annesi-Maesano I, Moreau D, Caillaud D, Lavaud F, Le Moullec Y, Taytard A, Pauli G, Charpin D. Residential proximity fine particles related to allergic sensitisation and asthma in primary school children. Respir Med. 2007 Aug;101(8):1721-9. Epub 2007 Apr 17. 4. - Raherison C, Penard-Morand C, Moreau D, Caillaud D, Charpin D, Kopfersmitt C, Lavaud F, Taytard A, Annesi-Maesano I. In utero and childhood exposure to parental tobacco smoke, and allergies in schoolchildren. Respir Med 2007; 101(1): 107-17. 5. - Pénard-Morand C, Raherison C, Moreau D, Caillaud D, Charpin D, Kopfersmitt C, Lavaud F, Annesi-Maesano I. Traffic-related air pollution assessed using a dispersion model related to allergic and respiratory health in children. 6.- Flamant-Hulin M, Caillaud D, Pénard-Morand C, Annesi-Maesano I. Exhaled nitric oxide in children and air pollution in urban school environments Article de synthèse 1. - Pénard-Morand C, Annesi-Maesano I. Air pollution: from sources of emissions to health effects. Breathe 2004; 1(2): 28-39. 2. - Pénard-Morand C, Annesi-Maesano I. Pollution et allergies. Rev Mal Resp. Articles en préparation Isabella Annesi-Maesano, David Moreau, Chantal Raherison, Christine Kopferschmitt, François Lavaud, Denis Charpin, Denis Caillaud. Air quality in classrooms and asthma and allergies in French schoolchildren

Remerciements Étude des 6 Villes, GROUPE ISAAC France Équipe Épidémiologie des maladies allergiques et respiratoires (EPAR, INSERM U707) : Dr ANNESI-MAESANO (coordination nationale), Mme FLAMANT-HULIN, Mlle KOLABOKA, M. MOREAU, Mme PENARD-MORAND (MAP, ENGREF), M. PIAU, Mlle TUAL, Mme DEBOTTE (U780) Équipes cliniques : Pr CAILLAUD (Clermont-Ferrand) Pr CHARPIN (Marseille) Pr LEBARGIE, Dr LAVAUD (Reims) Pr PAULI, Dr KOPFERSCHMITT, Pr de BLAY (Strasbourg) Pr SCHEINMANN (Paris) Pr TAYTARD, Pr TUNON DE LARA, Pr RAHERISON (Bordeaux) Pr GODARD, Dr MOURAND (Montpellier) (Phase I et III) Pr VERVLOET (Marseille) (Phase I) Équipe de métrologie (Laboratoire Hygiène Ville de Paris) : Dr SQUINAZI M. LE MOULLEC, Mme LAURENT AASQA : E6C Etude des 6 Villes M. SCHILLINGER et M. TARGET (ASPA) M. LETINOIS, Mme CHRETIEN et Mme DRAB (ATMO Champagne-Ardenne) M. PELLIER et M. ROSSET (ATMO Auvergne) M. ARMENGAUD, M. CHANNAC-MONTGREDIEN et Mme RENZI (AIRMARAIX) M. BUNALES (AIRAQ) M. MAHE (AIRPARIF) Financements : AFSSET, Programme déterminants de la santé (INSERM), programme Primequal-Predit (MEDAD), DGS, ADEME, association ANTADIR, MGEN.

Distribution de l asthme et des allergies Jusqu à 30 % d allergiques dans le monde (asthme + allergie) 10 à 30 % des enfants (jusqu à 15 % pour asthme) 1 25 à 40 % des adultes (jusqu à 30 % pour asthme) 2 Les asthmes d origine allergique concernent : 70 à 80 % des enfants 3 50 % des adultes 3 4 e rang des maladies mondiales (source OMS) Forte augmentation de la prévalence de l asthme et des allergies : le nombre de personnes allergiques a doublé en 30 ans dans les pays industrialisés 1. ISAAC 2. ECRHS 3. Pearce, Thorax 2000

Prévalence de l asthme et de la rhinite dans deux générations successives % Ecosse (45-54 ans) 20 % rhinite allergique 15 % asthme 10 0 1972-6 (pères) 1996 (fils) 1972-6 1996 (mères)(filles) 1972-6 (pères) 1996 (fils) 1972-6 (mères) 1996 (filles) 0 Cette augmentation peut être rapportée à des modifications de l environnement (augmentation de l exposition aux facteurs de risque ou diminution des facteurs protecteurs). L augmentation concerne surtout l asthme atopique, en considérant la rhinite allergique comme un marqueur de l atopie Upton MN, et al. BMJ 2000;321:88-92

Facteurs pouvant expliquer l augmentation de l asthme et des allergies Meilleure connaissance de la maladie => augmentation des diagnostics Individus plus susceptibles (biologiquement) et/ou vulnérables (socialement) (rôle de la vie précoce, interactions gène-environnement ) Changements environnementaux Environnement plus «toxique» (pression allergénique, alimentation, pollution ) Environnement plus «propre» (hypothèse hygiéniste) Rôle de la pollution atmosphérique dans l accroissement de la prévalence de ces pathologies?

Pollution atmosphérique et asthme et allergies. Études expérimentales Murakana, JACI, 1986 Takenaka, JACI, 1995 Potentialisation de la réponse allergique NO 2, SO 2, O 3, et surtout Particules Diesel (PDi) Diaz-Sanchez, JACI, 1997 Kobayashi, AJRCCM, 1997 Facilitation de la sensibilisation primaire à un nouvel allergène PDi Diaz-Sanchez, JACI, 1999 Induction d une réponse inflammatoire non spécifique NO 2, et surtout O 3 et PDi Devlin, AJRCMB, 1991 Blomberg, AJRCCM, 1997 Salvi, AJRCCM, 1999 Nordenhall, ERJ, 2000 Exacerbation des symptômes chez les sujets asthmatiques ou allergiques Balmes, ARRD, 1987 Strand, AJRCCM, 1997 NO 2, SO 2, O 3, PDi Kehrl, JACI, 1999 Nordenhall, ERJ, 2001 Potentialisation de la réponse allergique par les polluants (d après Marano)

Pollution atmosphérique et asthme et allergies. Études épidémiologiques Effets à court terme connus : aggravation de symptômes allergiques et respiratoires Effets à long terme (exposition prolongée) résultats nuancés Absence d association Présence d association Asthme Rhinite allergique Dockery, EHP, 1996; Dockery, ARRD, 1989; Wjst, BMJ, 1993; Wilkinson, T, 1999 Wjst, BMJ, 1993; Braun-Fahrlander, ARRD, 1997; Gehring, ERJ, 2002 Guo, EHP, 1999; Shima, JE, 2003; Nicolai, ERJ, 2003; Kim, AJRCCM, 2004; Gauderman, E, 2005; Brauer, ERJ, 2007 OR [1,2-3,7] Duhme, E, 1996; Kramer, E, 2000; Lee, ERJ, 2003; Janssen, EHP, 2003 OR [1,1-4,2] Eczéma Brauer, ERJ, 2007 Ring, IAAI, 1999; Janssen, EHP, 2003 Sensibilisation allergique Absence d association due OR à des [1,7 -erreurs 2,6] de classement trop nombreuses concernant l exposition? Hirsch, ERJ, 1999 Kramer, E, 2000; Janssen, EHP, 2003; Nicolai, ERJ, 2003; Brauer, ERJ, 2007 OR [1,7-3,2]