Association Between Gestational Exposure to Toxicants and Autistic Behaviors Using Bayesian Quantile Regression

Alampi, Joshua D.; Lanphear, Bruce P.; Braun, Joseph M.; Chen, Aimin; Takaro, Tim K.; Muckle, Gina; Arbuckle, Tye E.; McCandless, Lawrence C.

Association Between Gestational Exposure to Toxicants and Autistic Behaviors Using Bayesian Quantile Regression

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dc.contributor.author: Alampi, Joshua D.; Lanphear, Bruce P.; Braun, Joseph M.; Chen, Aimin; Takaro, Tim K.; Muckle, Gina; Arbuckle, Tye E.; McCandless, Lawrence C.
dc.date.accessioned: 2024-03-06T20:59:12Z
dc.date.available: 2024-03-06T20:59:12Z
dc.date.issued: 2021-03-29
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. Phthalates are a group of chemicals used to make plastics more flexible and harder to break or as solvents (dissolving agents) for other materials. Lead, cadmium and manganese are metals. Cotinine is an indicator of exposure to tobacco smoke. A number of studies have reported associations between prenatal exposure to some chemicals and adverse effects on child behaviour. Autism Spectrum Disorder (ASD) impacts how a person perceives and socializes with others, causing problems in social interaction and communication. 1 in 66 Canadian children and youth (ages 5-17) are diagnosed with ASD, making ASD one of the most common developmental disabilities. In this analysis of data from the Maternal-Infant Research on Environmental Chemicals (MIREC) study, a complex statistical method was used to assess associations between various chemicals and autistic behaviors. Chemicals were measured in 1st trimester urine or blood of women in the MIREC Study. Autistic behaviors were assessed in their 3-4-year-old children (n=478) using the Social Responsiveness Scale (SRS). Higher scores meant more autistic-like behaviors. This study observed that among children with the highest SRS scores, lead, cadmium, cotinine, and several phthalates were associated with small to moderate increases in SRS scores. Manganese and some pesticides were associated with small to moderate decreases in SRS scores. As this study was the first to use this complex statistical method, additional studies are necessary to confirm these results.
dc.description.abstract - en: Autism spectrum disorder, which is characterized by impaired social communication and stereotypic behaviors, affects 1%–2% of children. Although prenatal exposure to toxicants has been associated with autistic behaviors, most studies have been focused on shifts in mean behavior scores. We used Bayesian quantile regression to assess the associations between log2-transformed toxicant concentrations and autistic behaviors across the distribution of behaviors. We used data from the Maternal–Infant Research on Environmental Chemicals study, a pan-Canadian cohort (2008–2011). We measured metal, pesticide, polychlorinated biphenyl, phthalate, bisphenol-A, and triclosan concentrations in blood or urine samples collected during the first trimester of pregnancy. Using the Social Responsiveness Scale (SRS), in which higher scores denote more autistic-like behaviors, autistic behaviors were assessed in 478 children aged 3–4 years old. Lead, cadmium, and most phthalate metabolites were associated with mild increases in SRS scores at the 90th percentile of the SRS distribution. Manganese and some pesticides were associated with mild decreases in SRS scores at the 90th percentile of the SRS distribution. We identified several monotonic trends in which associations increased in magnitude from the bottom to the top of the SRS distribution. These results suggest that quantile regression can reveal nuanced relationships and, thus, should be more widely used by epidemiologists.
dc.description.abstract-fosrctranslation - fr: Les troubles du spectre autistique, caractérisés par une communication sociale altérée et des comportements stéréotypés, touchent 1 à 2 % des enfants. Bien que l’exposition prénatale à des substances toxiques ait été associée aux comportements autistiques, la plupart des études se sont concentrées sur les modifications des scores comportementaux moyens. Nous avons utilisé la régression quantile bayésienne pour évaluer les associations entre les concentrations de substances toxiques transformées en log2 et les comportements autistiques dans la distribution des comportements. Nous avons utilisé les données de l’étude Maternal-Infant Research on Environmental Chemicals, une cohorte pancanadienne (2008-2011). Nous avons mesuré les concentrations de métaux, de pesticides, de biphényles polychlorés, de phtalates, de bisphénol-A et de triclosan dans des échantillons de sang ou d'urine prélevés au cours du premier trimestre de la grossesse. À l’aide de l’échelle de réactivité sociale (SRS), dans laquelle des scores plus élevés dénotent davantage de comportements de type autistique, les comportements autistiques ont été évalués chez 478 enfants âgés de 3 à 4 ans. Le plomb, le cadmium et la plupart des métabolites phtalates ont été associés à de légères augmentations des scores SRS au 90e percentile de la distribution SRS. Le manganèse et certains pesticides ont été associés à de légères diminutions des scores SRS au 90e centile de la distribution SRS. Nous avons identifié plusieurs tendances monotones dans lesquelles les associations augmentaient en ampleur du bas vers le haut de la distribution SRS. Ces résultats suggèrent que la régression quantile peut révéler des relations nuancées et devrait donc être plus largement utilisée par les épidémiologistes.
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. Les phtalates sont un groupe de produits chimiques utilisés pour rendre les plastiques plus flexibles et plus difficiles à briser ou comme solvants (agents dissolvants) pour d'autres matériaux. Le plomb, le cadmium et le manganèse sont des métaux. La cotinine est un indicateur d'exposition à la fumée de tabac. Un certain nombre d'études ont fait état d'associations entre l'exposition prénatale à certains produits chimiques et les effets néfastes sur le comportement des enfants. Le trouble du spectre autistique (TSA) a un impact sur la façon dont une personne perçoit et socialise avec les autres, provoquant des problèmes d'interaction sociale et de communication. Un enfant ou un jeune canadien sur 66 (âgés de 5 à 17 ans) reçoit un diagnostic de TSA, ce qui fait du TSA l'une des déficiences développementales les plus courantes. Dans cette analyse des données de l’étude MIREC (Maternal-Infant Research on Environmental Chemicals), une méthode statistique complexe a été utilisée pour évaluer les associations entre divers produits chimiques et comportements autistiques. Les produits chimiques ont été mesurés dans l’urine ou le sang du premier trimestre des femmes participant à l’étude MIREC. Les comportements autistiques ont été évalués chez leurs enfants âgés de 3 à 4 ans (n = 478) à l'aide de l'échelle de réactivité sociale (SRS). Des scores plus élevés signifiaient davantage de comportements de type autistique. Cette étude a observé que parmi les enfants ayant les scores SRS les plus élevés, le plomb, le cadmium, la cotinine et plusieurs phtalates étaient associés à des augmentations faibles à modérées des scores SRS. Le manganèse et certains pesticides ont été associés à des diminutions légères à modérées des scores SRS. Cette étude étant la première à utiliser cette méthode statistique complexe, des études supplémentaires sont nécessaires pour confirmer ces résultats.
dc.identifier.doi: https://doi.org/10.1093/aje/kwab065
dc.identifier.uri: https://open-science.canada.ca/handle/123456789/2009
dc.language.iso: en
dc.publisher: Oxford University Press
dc.subject - en: Health; Health and safety
dc.subject - fr: Santé; Santé et sécurité
dc.subject.en - en: Health; Health and safety
dc.subject.fr - fr: Santé; Santé et sécurité
dc.title - en: Association Between Gestational Exposure to Toxicants and Autistic Behaviors Using Bayesian Quantile Regression
dc.type - en: Article
dc.type - fr: Article