Development of an observational exposure human biomonitoring study to assess Canadian children’s DEET exposure during protective use

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dc.contributor.author

Gibson, Jennifer C.

Marro, Leonora

Borghese, Michael M.

Brandow, Danielle

Remedios, Lauren

Fisher, Mandy

Malowany, Morie

Kieliszkiewicz, Katarzyna

Lukina, Anna O.

Irwin, Kim

dc.date.accessioned

2023-06-11T21:23:50Z

dc.date.available

2023-06-11T21:23:50Z

dc.date.issued

2022-08-04

dc.description - en

Health Canada helps to protect the health of Canadians by assessing and managing the health risks associated with exposure to environmental contaminants. This research addresses a knowledge gap in the literature regarding the exposure of Canadian children to DEET-based bug sprays when they are using them as they would normally to protect against bug bites. Personal insect repellents, commonly referred to as bug sprays, are important to help protect against biting insects like mosquitoes and ticks. The most common and one of the most effective ingredients in bug sprays is DEET. DEET is the common name for N,N-diethyl-meta-toluamide. This study compared the reported behaviour of bug spray use and daily camp activities of 124 Canadian children with DEET and DEET metabolites measured in collected urine samples over the course of a 24 hour period. Researchers used time difference models to align urine samples with bug spray application times, to take into account absorption, distribution, and excretion of DEET and metabolites. The time differences examined were 0, 2, and 4 hours between the relevant bug spray application and urine sampling times. The highest geometric means of DEET in urine was observed within the first 0 to 8 hours of exposure. The highest geometric means of the metabolites DCBA and DHMB were observed within 8 to 14 hours of exposure. This study demonstrates that a real world exposure scenario can produce viable and informative human biomonitoring data, to help reduce the uncertainties associated with the risk assessment of children's exposure to environmental chemicals. This study was conducted to provide modern, relevant exposure data to support the legislated re-evaluation of DEET.

dc.description.abstract - en

Biomonitoring data of N,N-diethyl-meta-toluamide (DEET) in children is scarce and limited to controlled exposure and surveillance studies. We conducted a 24-hour observational exposure and human biomonitoring study designed to estimate use of and exposure to DEET-based insect repellents by Canadian children in an overnight summer camp setting. Here, we present our study design and methodology. In 2019, children between the ages of 7 and 13 took part in the study (n = 126). Children controlled their use of DEET-based insect repellents, and provided an account of their activities at camp that could impact insect repellent absorption. Children provided a total of 389 urine samples throughout the study day, and reported the time that they applied insect repellent, which allowed us to contextualize urinary DEET and metabolite concentrations with respect to the timing of insect repellent application. DEET (2.3% <Limits of detection (LOD)) and two metabolites, N,N-diethyl-m-(hydroxymethyl)benzamide (DHMB) (0% <LOD) and 3-diethylcarbamoyl benzoic acid (DCBA) (0% <LOD), were measured in urine samples. Three time difference scenarios were established for the data and analysed to account for these complex time-dependent data, which demonstrated the need for DEET biomonitoring to be done in context with the timing of a known DEET exposure or over the course of at least 14 to 24 hours to better capture the excretion curve. To our knowledge, this is the first field-based study of real-world exposure to DEET in children. Our experience and results suggest that this type of real-world observational exposure study with a human biomonitoring component can generate data reflective of actual exposure, but is not without significant logistic, practical, and analytical challenges.

dc.description.abstract-fosrctranslation - fr

Les données de biosurveillance du N,N-diéthyl-méta-toluamide (DEET) chez les enfants sont rares et se limitent à des études d'exposition contrôlée et de surveillance. Nous avons mené une étude d'observation de l'exposition et de biosurveillance humaine de 24 heures afin d'estimer l'utilisation et l'exposition aux insectifuges à base de DEET par des enfants canadiens dans le cadre d'un camp d'été avec nuitée. Nous présentons ici la conception et la méthodologie de l'étude. En 2019, des enfants âgés de 7 à 13 ans ont participé à l'étude (n = 126). Les enfants ont contrôlé leur utilisation d'insectifuges à base de DEET et ont fourni un compte rendu de leurs activités au camp qui pourraient avoir un impact sur l'absorption des insectifuges. Les enfants ont fourni un total de 389 échantillons d'urine tout au long de la journée d'étude et ont indiqué l'heure à laquelle ils appliquaient l'insectifuge, ce qui nous a permis de contextualiser les concentrations urinaires de DEET et de métabolites par rapport à l'heure d'application de l'insectifuge. Le DEET (2,3 % <Limites de détection (LD)) et deux métabolites, le N,N-diéthyl-m-(hydroxyméthyl)benzamide (DHMB) (0 % <LOD) et l'acide 3-diéthylcarbamoyl benzoïque (DCBA) (0 % <LOD), ont été mesurés dans les échantillons d'urine. Trois scénarios de différence de temps ont été établis pour les données et analysés pour tenir compte de ces données complexes dépendant du temps, ce qui a démontré la nécessité d'effectuer la biosurveillance du DEET dans le contexte d'une exposition connue au DEET ou sur une période d'au moins 14 à 24 heures pour mieux saisir la courbe d'excrétion. À notre connaissance, il s'agit de la première étude de terrain sur l'exposition réelle au DEET chez les enfants. Notre expérience et nos résultats suggèrent que ce type d'étude d'observation de l'exposition dans le monde réel avec une composante de biosurveillance humaine peut générer des données reflétant l'exposition réelle, mais n'est pas sans poser d'importants défis logistiques, pratiques et analytiques.

dc.description.fosrctranslation - fr

Santé Canada contribue à protéger la santé des Canadiens en évaluant et en gérant les risques pour la santé associés à l'exposition aux contaminants environnementaux. Cette recherche vise à combler une lacune dans la littérature concernant l'exposition des enfants canadiens aux insectifuges à base de DEET lorsqu'ils les utilisent normalement pour se protéger contre les piqûres d'insectes. Les insectifuges personnels, communément appelés sprays anti-moustiques, sont importants pour se protéger contre les insectes piqueurs tels que les moustiques et les tiques. L'ingrédient le plus courant et l'un des plus efficaces des insectifuges est le DEET. Le DEET est le nom commun du N,N-diéthyl-méta-toluamide. Cette étude a comparé les comportements déclarés de 124 enfants canadiens en matière d'utilisation de sprays anti-moustiques et d'activités quotidiennes en camp avec le DEET et les métabolites du DEET mesurés dans des échantillons d'urine prélevés sur une période de 24 heures. Les chercheurs ont utilisé des modèles de différence de temps pour aligner les échantillons d'urine avec les heures d'application des insecticides, afin de prendre en compte l'absorption, la distribution et l'excrétion du DEET et de ses métabolites. Les différences de temps examinées étaient de 0, 2 et 4 heures entre l'heure d'application de la bombe insecticide et l'heure de prélèvement des échantillons d'urine. Les moyennes géométriques les plus élevées de DEET dans l'urine ont été observées dans les 0 à 8 premières heures d'exposition. Les moyennes géométriques les plus élevées des métabolites DCBA et DHMB ont été observées dans les 8 à 14 heures suivant l'exposition. Cette étude démontre qu'un scénario d'exposition réel peut produire des données de biosurveillance humaine viables et informatives, afin de réduire les incertitudes associées à l'évaluation des risques liés à l'exposition des enfants aux substances chimiques présentes dans l'environnement. Cette étude a été réalisée afin de fournir des données d'exposition modernes et pertinentes pour soutenir la réévaluation du DEET imposée par la loi.

dc.identifier.doi

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0268341

dc.identifier.uri

https://open-science.canada.ca/handle/123456789/654

dc.language.iso

en

dc.publisher

PLOS

dc.subject - en

Health

Health and safety

dc.subject - fr

Santé

Santé et sécurité

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Health

Health and safety

dc.subject.fr - fr

Santé

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Development of an observational exposure human biomonitoring study to assess Canadian children’s DEET exposure during protective use

dc.type - en

Article

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