Zusammenhang zwischen Bioaerosolen aus Tierhaltungsanlagen und asthmatischen Symptomen bei Kindern

 

 Buy Article Permissions and Reprints

Zusammenfassung

Obgleich gesundheitliche Effekte bei beruflicher Exposition gegenüber Tierstallemissionen bekannt sind, sind mögliche Assoziationen zwischen einer Nachbarschaft zu Intensivtierstallungen und der Entwicklung respiratorischer oder allergischer Erkrankungen weiterhin Gegenstand der Diskussion. Während der Schuleingangsuntersuchungen 2001 wurden in der AABEL-Studie („Atemwegserkrankungen und Allergien bei Einschulungskindern in einer ländlichen Region”) in einer landwirtschaftlich intensiv genutzten Region Eltern zu Atemwegssymptomen und Atopien ihrer 5- bis 6-jährigen Kinder befragt. Zur Erhebung von respiratorischen und allergischen Symptomen und korrespondierenden Risikofaktoren wurde ein Fragebogen mit standardisierten Fragebogenmodulen der ISAAC-Studien eingesetzt. Als Neurodermitisindikator wurden die Kriterien von Williams benutzt, dazu wurde auf sichtbare Zeichen für ein Beugenekzem untersucht. Bei einem Teil der Kinder wurde der SX1-Test als In-vitro-Screeningtest auf inhalative IgE mediierte Sensibilisierungen aus Kapillarblut durchgeführt. Die individuelle Exposition gegenüber Bioaerosolemissionen (Endotoxin, Pilzkonzentration, Gesamtkeimkonzentration und Gesamtstaub) aus Tierställen wurde auf der Basis eines Lagrange-Ausbreitungsmodells geschätzt, in das die Emissionsraten und genaue Lokalisation der Ställe eingehen. Insgesamt wurden 7943 Fragebogen (Responserate > 85 %) analysiert, von denen 3867 für die Zusammenhangsrechnungen zwischen der Exposition gegenüber Endotoxin aus benachbarten Stallanlagen und asthmatischen Symptomen verwendet wurden. In den multivariaten logistischen Regressionsmodellen wurde eine atopische Erkrankung der Eltern als potenzieller Effektmodifizierer und nicht als Confounder behandelt. Die Prävalenzen erfragter Symptome liegen im Bereich anderer Studien, z. B. für „Giemen in den letzten 12 Monaten” 15,9 % bei Jungen und 12,9 % bei Mädchen. Nur bei Kindern atopischer Eltern ist mit steigender Exposition eine Prävalenzerhöhung für die asthmatischen Symptomen zu erkennen: Das multivariat kontrollierte Odds Ratio pro Einheit logarithmiertes Endotoxin beträgt 1,15, p-Wert: 0,016. Ähnliche Effekte zeigen sich auch für andere Asthmaindikatoren, nicht jedoch wenn subjektive Kriterien für die Exposition, wie der erfragte Abstand zum nächsten Tierstall, herangezogen werden. Unter den insgesamt analysierten potenziellen Zusammenhängen zwischen der Exposition gegenüber Bioaerosolen und asthmatischen und allergischen Symptomen sind lediglich wenige statistisch signifikant. Der hier dargestellte Hinweis auf einen Zusammenhang zwischen Endotoxin und asthmatischen Symptomen bei prädisponierten Kindern bedarf weiterer Untersuchungen.

Abstract

Although health effects of occupational exposures to livestock emissions are known, potential associations between living in the neighbourhood of intensive livestock facilities and the risk of developing respiratory or allergic diseases are still under discussion. During routine school entry examinations in selected rural districts in Lower Saxony we asked parents about respiratory and allergic symptoms of their 5 - 6 year old children. A questionnaire with standardised questions of the ISAAC-Studies for respiratory and allergic symptoms and corresponding risk factors was used. Complementarily the children were examined for visible signs of flexural dermatitis and in a subsample the SX1-test was used as an in vitro test for inhalative IgE mediated sensibilisations in capillary blood. Individual exposure to bioaerosols (endotoxin, fungi, bacteria and total dust) coming from livestock facilities was estimated using a Lagrange dispersion model based on the emission rates and locations of the lifestock facilities. A total of 7943 questionnaires (response rate over 85 %) were analysed, of which 3867 could be used for the correlation analyses between exposition to endotoxin and asthmatic symptoms. Multivariate logistic regression models were analyzed, considering an atopic disease of the parents as a potential effect modifier and not as a confounder. The prevalence of allergic and asthmatic symptoms is similar to the results of other comparable studies, e. g. “wheezing in the last 12 months” 15.9 % for boys and 12.9 % for girls. An increase in the prevalence of asthmatic symptoms for higher endotoxin levels was observed only for children of atopic parents. The multivariate controlled odds ratio for one unit logarithm endotoxin concentrations is 1.15, p-value 0.016. Similar effects were observed for other asthma indicators, but not for subjective criteria of the exposition, e. g. the distance to the next large livestock facility guesstimated by parents. Among the overall analysed potential associations between exposition to bioaerosols and asthmatic and allergic symptoms only a few were statistically significant. The discussed association between endotoxin and asthmatic symptoms in predisposed children needs further investigation.

Literatur

• 1 Nowak D. Die Wirkung von Stalluftbestandteilen, insbesondere in Schweineställen, aus arbeitsmedizinischer Sicht.  Dtsch tierärztl Wschr. 1998;  105 225-234
  PubMedGoogle Scholar
• 2 Donham K. A historical overview of research on the hazards of dust in livestock buildings. International symposium on dust control in animal production facilities Aarhus; Congress proceedings 30. May - 2. June 1999 1999: 13-21
  Google Scholar
• 3 Iversen M. Human health effects of dust exposure in animal confinement buildings. International symposium on dust control in animal production facilities Aarhus; Congress proceedings 30. May - 2. June 1999 1999: 131-139
  Google Scholar
• 4 Douwes J, Thorne P, Pearce N. et al . Bioaerosol health effects and exposure assessment: progress and prospects.  Ann Occup Hyg. 2003;  47 187-200
  PubMedGoogle Scholar
• 5 Radon K, Nowak D. Atemwegs- und Lungenerkrankungen in der Europäischen Landwirtschaft - Teil 1: Literaturübersicht.  Pneumologie. 2003;  57 444-448
  Article in Thieme ConnectPubMedGoogle Scholar
• 6 Hartung J. Art und Umfang der von Nutztierställen ausgehenden Luftverunreinigungen.  Dtsch tierärztl Wschr. 1998;  195 209-252
  PubMedGoogle Scholar
• 7 Seedorf J, Hartung J, Schröder M. et al . Concentrations and emissions of airbone endotoxins and microorganisms in lifestock buildings in Northern Europe.  J agric Engng Res. 1998;  70 97-109
  PubMedGoogle Scholar
• 8 Schlaud M, Salje A, Nischan P. et al . MORBUS: Beobachtungspraxen in Niedersachsen. Bericht zur Erhebung in Süd-Oldenburg.  Dtsch tierärztl Wschr. 1998;  105 235-240
  PubMedGoogle Scholar
• 9 Braun-Fahrländer C, Riedler J, Herz U. et al . Environmental exposure to endotoxin and it’s relation to asthma in school-age children.  N Engl J Med. 2002;  347 (12) 869-877
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 10 Braun-Fahrländer C h, Gassner M, Grize L. et al . Prevalence of hay fever and allergic sensitization in farmer`s children and their peers living in the same rural community.  Clin Exp Allergy. 1999;  29 28-34
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 11 Von Ehrenstein O S, von Mutius E, Illi S. et al . Reduced risk of hay fever and asthma among children of farmers.  Clin Exp Allergy. 2000;  30 (2) 187-193
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 12 Ernst P, Cormier Y. Relative scarcity of asthma and atopy among rural adolescents raised on a farm.  Am J Respir Crit Care Med. 2000;  161 1563-1566
  PubMedGoogle Scholar
• 13 Kilpeläinen M, Terho E O, Helenius H. et al . Farm environment in childhood prevents the development of allergies.  Clin Exp Allergy. 2000;  30 201-208
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 14 Riedler J, Eder W, Oberfeld G. et al . Austrian children living on a farm have less hay fever, asthma and allergic sensitization.  Clin Exp Allergy. 2000;  30 (2) 194-200
  PubMedGoogle Scholar
• 15 Strachan D P. Family size, infection and atopy: the first decade of the „hygiene hypothesis”.  Thorax. 2000;  55 (1) S2-S10
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 16 Platts-Mills T A, Erwin E, Heymann P. et al . Ist the hygiene hypothesis still a viable explanation for the increased prevalence of asthma?.  Allergy. 2005;  60 (Suppl 79) 25-31
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 17 Eder W, von Mutius E. Hygiene hypothesis and endotoxin: what is the evidence?.  Curr Opin Allergy Clin Immunol. 2004;  4 (2) 113-117
  PubMedGoogle Scholar
• 18 Gereda J E, Leung D YM, Thatayatikom A. et al . Relation between house-dust endotoxinexposure, type-1 T-cell development, and allergen sensitisation in infants at high risk of asthma.  Lancet. 2000;  355 1680-1683
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 19 Von Mutius E, Braun-Fahrländer C, Schierl R. et al . Exposure to endotoxin or other bacterial components might protect against the development of atopy.  Clin Exp Allergy. 2000;  30 (2) 1230-1234
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 20 Krämer U, Link E, Oppermann H. et al . Die Schulanfängerstudie in West- und Ostdeutschland (SAWO): Trends von Allergien und Sensibilisierungen 1991 - 2000.  Gesundheitswesen. 2002;  64 657-663
  Article in Thieme ConnectPubMedGoogle Scholar
• 21 Weishoff-Houben M, Derkx R, Feldhoff K H. et al . Interreg II - Euregionale Untersuchungen zu chronischen Atemwegserkrankungen bei Kindern im deutsch-niederländischen Grenzraum.  Gesundheitswesen. 2001;  63 166-169
  PubMedGoogle Scholar
• 22 Walter K, Morstadt E, Zöllner I. Häufigkeit von Neurodermitis (atopischer Dermatititis) bei Schulanfängern im Ostalbkreis in Baden-Württemberg.  Gesundheitswesen. 2000;  62 325-328
  Article in Thieme ConnectPubMedGoogle Scholar
• 23 Pekkanen J, Pearce N. Defining asthma in epidemiological studies.  Eur Respir J. 1999;  14 951-957
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 24 Asher M I, Keil U, Anderson H R. et al . International study of asthma and allergies in childhood (ISAAC): rationale and methods.  Eur Respir J. 1995;  8 483-491
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 25 Duhme H, Weiland S K, Rudolph P. et al . Asthma and allergies among children in West and East Germany: a comparison between Münster and Greifswald using the ISAAC phase I protocol.  Eur Respir J. 1998;  11 840-847
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 26 Weiland S K, von Mutius E, Hirsch T. et al . Prevalence of respiratory and atopic disorders among children in the East and West of Germany five years after unification.  Eur Respir J. 1999;  14 (4) 862-870
  PubMedGoogle Scholar
• 27 Hoopmann M, Neisel F. Kontrolle einer denkbaren erhöhten Dokumentation von atopischen Symptomen (Overreporting) in Abhängigkeit von der Nähe zu Tierställen als möglicher Risikofaktor.  Das Gesundheitswesen. 2003;  65 A48
  PubMedGoogle Scholar
• 28 Williams H C, Burney P GJ, Pembroke A C. et al . The UK working party’s diagnostic criteria for atopic dermatitis III: Independant hospital validation.  Br J Dermatol. 1994;  131 406-416
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 29 Williams H C, Burney P GJ, Pembroke A C. et al . The UK working party’s diagnostic criteria for atopic dermatitis in a population setting.  Br J Dermatol. 1996;  135 12-17
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 30 Radon K, Peters A, Praml G. et al . Livestock odours and quality of life of neighbouring residents.  Ann Agric Environ Med. 2004;  11 59-62
  PubMedGoogle Scholar
• 31 Seedorf J. Luftgetragene Keime und Endotoxine in der Nutztierhaltung. Emissionen aus der Tierhaltung und ihre Minderung, KTBL-Arbeitspapier 275 Darmstadt; Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft e. V. (KTBL) 2001: 54-59
  Google Scholar
• 32 Seedorf J, Hartung J. Stäube und Mikroorganismen in der Tierhaltung. KTBL-Schrift 393 Darmstadt; Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft e. V. (KTBL) 2002
  Google Scholar
• 33 Umweltmeteorologie - Atmosphärische Ausbreitungsmodelle - Partikelmodell. VDI-Richtlinie 3945, Blatt 3 Verein deutscher Ingenieure (VDI) 2000
  Google Scholar
• 34 Hehl O, Hoopmann M, Etling C. Modellgestützte Abschätzung der Bioaerosol-Exposition von Anwohnern in der Nähe von Tierhaltungsanlagen.  Allergo Journal. 2005;  14 112-113
  PubMedGoogle Scholar
• 35 Böhning D. Allgemeine Epidemiologie. München; R. Oldenbourg Verlag 1998
  Google Scholar
• 36 Rothman K J, Greenland S. Modern Epidemiology, 2^nd ed. Philadelphia; Lippincott Williams & Wilkins 1998
  Google Scholar
• 37 Vogelzang P F, Van der Gulden J W, Preller L. et al . Bronchial hyperresponsiveness and exposure in pig farmers.  Int Arch Occup Environ Health. 1997;  70 (5) 327-333
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 38 Douwes J, Pearce N, Heederik D. Does environmental Endotoxin exposure prevent asthma?.  Thorax. 2002;  57 (1) 86-90
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 39 Rönmark E, Jönsson E, Platts-Mills T. et al . Different pattern of risk factors for atopic and nonatopic asthma among children - report from the Obstructive Lung Disease in Northern Sweden Study.  Allergy. 1999;  54 (9) 926-935
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 40 Pearce N, Pekkanen J, Beasley R. How much asthma is really attributable to atopy?.  Thorax. 1999;  54 268-272
  PubMedGoogle Scholar
• 41 Cole D, Todd L, Wing S. Concentrated swine feeding operations and public health: a review of occupational and community health effects.  Environ Health Perspect. 2000;  108 (8) 685-699
  PubMedGoogle Scholar

1 „International Study of Asthma and Allergies in Childhood”.

Michael Hoopmann

Niedersächsisches Landesgesundheitsamt

Roesebeckstr. 4 - 6

30449 Hannover

Email: Michael.Hoopmann@nlga.niedersachsen.de