Prenatal exposure to endocrine disrupting chemical mixtures and infant birth weight: A Bayesian analysis using kernel machine regression

Hu, Janice M.Y.; Arbuckle, Tye E.; Janssen, Patricia A.; Lanphear, Bruce P.; Zhuang, Liheng H.; Braun, Joseph M.; Chen, Aimin; McCandless, Lawrence C.

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Prenatal exposure to endocrine disrupting chemical mixtures and infant birth weight: A Bayesian analysis using kernel machine regression

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dc.contributor.author: Hu, Janice M.Y.; Arbuckle, Tye E.; Janssen, Patricia A.; Lanphear, Bruce P.; Zhuang, Liheng H.; Braun, Joseph M.; Chen, Aimin; McCandless, Lawrence C.
dc.date.accessioned: 2024-03-08T13:32:58Z
dc.date.available: 2024-03-08T13:32:58Z
dc.date.issued: 2021-01-17
dc.description - en: "Health Canada is responsible for the assessment and management of health risks, including those associated with exposure to chemicals in the environment. Pregnant women are often exposed to a mixture of potential endocrine disrupting chemicals that may affect infant birth weight. While considerable research has been done on individual chemicals and their association with birth weight, studies of chemical mixtures are limited. The objective of this study was to examine the association between prenatal exposure to chemical mixtures and infant birth weight. Data from the Maternal-Infant Research on Environmental Chemicals (MIREC) Study were analysed, composed of 1857 pregnant women and their infants. Twenty-one different chemicals from five unique groups were measured in 1st trimester blood and urine. These groups were organochlorine compounds (OCs), metals, perfluoroalkyl substances (PFAS), phenols and phthalates. Complex statistical techniques were used to quantify changes in birth weight in relation to maternal levels of chemicals. The researchers found that mixtures of OCs and metals were associated with lower birth weight with trans-nonachlor from the OC group and lead from the metal group having the greatest negative impact on birth weight. A 2-fold increase in maternal blood lead was associated with 38 gram reduction in birth weight. PFAS, phenols and phthalates were not associated with birth weight. In conclusion, this study led by a graduate student at Simon Fraser University, found that higher levels of OC and metal mixtures in maternal blood during the 1st trimester were associated with lower birth weight. "
dc.description.abstract - en: Background Pregnant women are regularly exposed to a multitude of endocrine disrupting chemicals (EDCs). EDC exposures, both individually and as mixtures, may affect fetal growth. The relationship of EDC mixtures with infant birth weight, however, remains poorly understood. We examined the relations between prenatal exposure to EDC mixtures and infant birth weight. Methods We used data from the Maternal-Infant Research on Environmental Chemicals (MIREC) Study, a pan-Canadian cohort of 1857 pregnant women enrolled between 2008 and 2011. We quantified twenty-one chemical concentrations from five EDC classes, including organochlorine compounds (OCs), metals, perfluoroalkyl substances (PFAS), phenols and phthalate metabolites that were detected in >70% of urine or blood samples collected during the first trimester. In our primary analysis, we used Bayesian kernel machine regression (BKMR) models to assess variable importance, explore EDC mixture effects, and identify any interactions among EDCs. Our secondary analysis used traditional linear regression to compare the results with those of BKMR and to quantify the changes in mean birth weight in relation to prenatal EDC exposures. Results We found evidence that mixtures of OCs and metals were associated with monotonic decreases in mean birth weight across the whole range of exposure. trans-Nonachlor from the OC mixture and lead (Pb) from the metal mixture had the greatest impact on birth weight. Our linear regression analysis corroborated the BKMR results and found that a 2-fold increase in trans-nonachlor and Pb concentrations reduced mean birth weight by −38 g (95% confidence interval (CI): −67, −10) and −39 g (95% CI: −69, −9), respectively. A sex-specific association for OC mixture was observed among female infants. PFAS, phenols and phthalates were not associated with birth weight. No interactions were observed among the EDCs. Conclusions Using BKMR, we observed that both OC and metal mixtures were associated with decreased birth weight in the MIREC Study. trans-Nonachlor from the OC mixture and Pb from the metal mixture contributed most to the adverse effects.
dc.description.abstract-fosrctranslation - fr: Arrière-plan Les femmes enceintes sont régulièrement exposées à une multitude de perturbateurs endocriniens (EDC). Les expositions aux EDC, à la fois individuellement et en mélange, peuvent affecter la croissance fœtale. La relation entre les mélanges d’EDC et le poids de naissance du nourrisson reste cependant mal comprise. Nous avons examiné les relations entre l'exposition prénatale aux mélanges EDC et le poids de naissance du nourrisson. Méthodes Nous avons utilisé les données de l'étude MIREC (Maternal-Infant Research on Environmental Chemicals), une cohorte pancanadienne de 1 857 femmes enceintes inscrites entre 2008 et 2011. Nous avons quantifié vingt et une concentrations de produits chimiques provenant de cinq classes d'EDC, y compris les composés organochlorés (OC). , métaux, substances perfluoroalkylées (PFAS), phénols et métabolites de phtalates qui ont été détectés dans plus de 70 % des échantillons d'urine ou de sang prélevés au cours du premier trimestre. Dans notre analyse principale, nous avons utilisé des modèles de régression machine à noyau bayésien (BKMR) pour évaluer l'importance des variables, explorer les effets du mélange EDC et identifier toute interaction entre les EDC. Notre analyse secondaire a utilisé la régression linéaire traditionnelle pour comparer les résultats avec ceux du BKMR et pour quantifier les changements du poids moyen à la naissance par rapport aux expositions prénatales à l'EDC. Résultats Nous avons trouvé des preuves que les mélanges de CO et de métaux étaient associés à des diminutions monotones du poids moyen à la naissance sur toute la plage d'exposition. Le trans-Nonachlore du mélange OC et le plomb (Pb) du mélange métallique ont eu le plus grand impact sur le poids à la naissance. Notre analyse de régression linéaire a corroboré les résultats du BKMR et a révélé qu'une multiplication par 2 des concentrations de trans-nonachlore et de Pb réduisait le poids moyen à la naissance de -38 g (intervalle de confiance (IC) à 95 % : -67, -10) et -39 g. (IC à 95 % : −69, −9), respectivement. Une association spécifique au sexe pour le mélange de CO a été observée chez les nourrissons de sexe féminin. Les PFAS, les phénols et les phtalates n’étaient pas associés au poids à la naissance. Aucune interaction n’a été observée entre les perturbateurs endocriniens. Conclusions En utilisant BKMR, nous avons observé que les mélanges de CO et de métaux étaient associés à une diminution du poids à la naissance dans l'étude MIREC. Le trans-Nonachlore du mélange OC et le Pb du mélange de métaux ont le plus contribué aux effets indésirables.
dc.description.fosrctranslation - fr: « Santé Canada est responsable de l'évaluation et de la gestion des risques pour la santé, y compris ceux associés à l'exposition à des produits chimiques présents dans l'environnement. Les femmes enceintes sont souvent exposées à un mélange de produits chimiques potentiellement perturbateurs endocriniens qui peuvent affecter le poids de naissance du nourrisson. Bien que des recherches considérables aient été effectuées sur des produits chimiques individuels et leur association avec le poids à la naissance, les études sur les mélanges chimiques sont limitées. L'objectif de cette étude était d'examiner l'association entre l'exposition prénatale à des mélanges chimiques et le poids du nourrisson à la naissance. Les données de l'étude MIREC (Maternal-Infant Research on Environmental Chemicals) ont été analysées, composées de 1 857 femmes enceintes et de leurs nourrissons. Vingt et un produits chimiques différents provenant de cinq groupes uniques ont été mesurés dans le sang et l'urine du 1er trimestre. Ces groupes étaient les composés organochlorés (OC), les métaux, les substances perfluoroalkylées (PFAS), les phénols et les phtalates. Des techniques statistiques complexes ont été utilisées pour quantifier les changements de poids à la naissance par rapport aux niveaux maternels de produits chimiques. Les chercheurs ont découvert que les mélanges de CO et de métaux étaient associés à un poids à la naissance plus faible, le trans-nonachlore du groupe OC et le plomb du groupe des métaux ayant le plus grand impact négatif sur le poids à la naissance. Une augmentation de 2 fois de la plombémie maternelle était associée à une réduction de 38 grammes du poids à la naissance. Les PFAS, les phénols et les phtalates n’étaient pas associés au poids à la naissance. En conclusion, cette étude dirigée par un étudiant diplômé de l'Université Simon Fraser a révélé que des niveaux plus élevés d'OC et de mélanges de métaux dans le sang maternel au cours du 1er trimestre étaient associés à un poids à la naissance plus faible. "
dc.identifier.doi: https://doi.org/10.1016/j.envres.2021.110749
dc.identifier.uri: https://open-science.canada.ca/handle/123456789/2019
dc.language.iso: en
dc.publisher - en: Elsevier
dc.publisher - fr: Elsevier
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: Prenatal exposure to endocrine disrupting chemical mixtures and infant birth weight: A Bayesian analysis using kernel machine regression
dc.type - en: Article
dc.type - fr: Article