Chronic Exposure to Fine Particulate Matter Increases Mortality Through Pathways of Metabolic and Cardiovascular Disease: Insights From a Large Mediation Analysis
Chronic Exposure to Fine Particulate Matter Increases Mortality Through Pathways of Metabolic and Cardiovascular Disease: Insights From a Large Mediation Analysis
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- dc.contributor.author
- Bai, Li
- Benmarhnia, Tarik
- Chen, Chen
- Kwong, Jeffrey C.
- Burnett, Richard T
- van Donkelaar, Aaron
- Martin, Randall V.
- Kim, JinHee
- Kaufman, Jay S.
- Chen, Hong
- dc.date.accessioned
- 2023-06-12T01:44:35Z
- dc.date.available
- 2023-06-12T01:44:35Z
- dc.date.issued
- 2022-11-08
- dc.description - en
- Under the Addressing Air Pollution Horizontal Initiative (AAPHI), Health Canada conducts scientific research to evaluate the health risks of ambient air pollution. In past decades, there has been mounting evidence about the significant health burden of ambient fine particulate matter (PM2.5) on mortality. However, to what extent the PM2.5-mortality association was mediated by its effect on the incidence of major metabolic and cardiovascular diseases is unknown. Health Canada led a large population-based study in collaboration with researchers from other organizations to implement a novel causal mediation methodology that can decompose the total effect of PM2.5 on mortality into various pathways of public health significance. Using the novel approach in conjunction with a large population-based cohort in Canada, the research team found that a significant portion (~32%) of the effect of long-term exposure to PM2.5 on deaths can be attributed to its effect on diabetes and cardiovascular diseases. This study finding highlights the significance of PM2.5 on deteriorating cardiovascular health. These results should raise awareness among professionals that improving metabolic and cardiovascular health may reduce mortality burden in areas with higher exposure to air pollution.
- dc.description.abstract - en
- BackgroundLong‐term exposure to outdoor fine particulate matter (PM2.5) is the leading environmental risk factor for premature mortality worldwide. Characterizing important pathways through which PM2.5 increases individuals' mortality risk can clarify the PM2.5–mortality relationship and identify possible points of interventions. Recent evidence has linked PM2.5 to the onset of diabetes and cardiovascular disease, but to what extent these associations contribute to the effect of PM2.5 on mortality remains poorly understood. Methods and ResultsWe conducted a population‐based cohort study to investigate how the effect of PM2.5 on nonaccidental mortality is mediated by its impacts on incident diabetes, acute myocardial infarction, and stroke. Our study population comprised ≈200 000 individuals aged 20 to 90 years who participated in population‐based health surveys in Ontario, Canada, from 1996 to 2014. Follow‐up extended until December 2017. Using causal mediation analyses with Aalen additive hazards models, we decomposed the total effect of PM2.5 on mortality into a direct effect and several path‐specific indirect effects mediated by diabetes, each cardiovascular event, or both combined. A series of sensitivity analyses were also conducted. After adjusting for various individual‐ and neighborhood‐level covariates, we estimated that for every 1000 adults, each 10 μg/m3 increase in PM2.5 was associated with ≈2 incident cases of diabetes, ≈1 major cardiovascular event (acute myocardial infarction and stroke combined), and ≈2 deaths annually. Among PM2.5‐related deaths, 31.7% (95% CI, 17.2%–53.2%) were attributable to diabetes and major cardiovascular events in relation to PM2.5. Specifically, 4.5% were explained by PM2.5‐induced diabetes, 22.8% by PM2.5‐induced major cardiovascular events, and 4.5% through their interaction. ConclusionsThis study suggests that a significant portion of the estimated effect of long‐term exposure to PM2.5 on deaths can be attributed to its effect on diabetes and cardiovascular diseases, highlighting the significance of PM2.5 on deteriorating cardiovascular health. Our findings should raise awareness among professionals that improving metabolic and cardiovascular health may reduce mortality burden in areas with higher exposure to air pollution.
- dc.description.abstract-fosrctranslation - fr
- ContexteL'exposition à long terme aux particules fines extérieures (PM2.5) est le principal facteur de risque environnemental de mortalité prématurée dans le monde. La caractérisation des voies importantes par lesquelles les PM2.5 augmentent le risque de mortalité des individus peut clarifier la relation PM2.5-mortalité et identifier des points d'intervention possibles. Des données récentes ont établi un lien entre les PM2.5 et l'apparition du diabète et des maladies cardiovasculaires, mais la mesure dans laquelle ces associations contribuent à l'effet des PM2.5 sur la mortalité reste mal comprise. Méthodes et résultatsNous avons mené une étude de cohorte basée sur la population pour étudier comment l'effet des PM2.5 sur la mortalité non accidentelle est médiatisé par ses impacts sur le diabète, l'infarctus aigu du myocarde et l'accident vasculaire cérébral (AVC). Notre population d'étude comprenait ≈200 000 personnes âgées de 20 à 90 ans qui ont participé à des enquêtes de santé basées sur la population en Ontario, au Canada, de 1996 à 2014. Le suivi s'est prolongé jusqu'en décembre 2017. En utilisant des analyses de médiation causale avec des modèles de risques additifs d'Aalen, nous avons décomposé l'effet total des PM2,5 sur la mortalité en un effet direct et plusieurs effets indirects spécifiques au chemin médiés par le diabète, chaque événement cardiovasculaire, ou les deux combinés. Une série d'analyses de sensibilité a également été réalisée. Après ajustement pour diverses covariables au niveau de l'individu et du quartier, nous avons estimé que pour 1 000 adultes, chaque augmentation de 10 μg/m3 de PM2,5 était associée à ≈2 cas incidents de diabète, ≈1 événement cardiovasculaire majeur (infarctus aigu du myocarde et accident vasculaire cérébral combinés), et ≈2 décès par an. Parmi les décès liés aux PM2,5, 31,7 % (IC 95 %, 17,2 %-53,2 %) étaient attribuables au diabète et aux événements cardiovasculaires majeurs en relation avec les PM2,5. Plus précisément, 4,5 % ont été expliqués par le diabète induit par les PM2.5, 22,8 % par les événements cardiovasculaires majeurs induits par les PM2.5, et 4,5 % par leur interaction. ConclusionsCette étude suggère qu'une part importante de l'effet estimé de l'exposition à long terme aux PM2.5 sur les décès peut être attribuée à son effet sur le diabète et les maladies cardiovasculaires, soulignant l'importance des PM2.5 sur la détérioration de la santé cardiovasculaire. Nos résultats devraient sensibiliser les professionnels au fait que l'amélioration de la santé métabolique et cardiovasculaire peut réduire le fardeau de la mortalité dans les zones où l'exposition à la pollution atmosphérique est plus élevée.
- dc.description.fosrctranslation - fr
- Dans le cadre de l'initiative horizontale Addressing Air Pollution Horizontal Initiative (AAPHI), Santé Canada mène des recherches scientifiques pour évaluer les risques pour la santé de la pollution de l'air ambiant. Au cours des dernières décennies, les preuves se sont multipliées quant à l'impact significatif des particules fines ambiantes (PM2.5) sur la mortalité. Toutefois, on ne sait pas dans quelle mesure l'association entre les PM2,5 et la mortalité est influencée par son effet sur l'incidence des principales maladies métaboliques et cardiovasculaires. Santé Canada a mené une vaste étude sur la population en collaboration avec des chercheurs d'autres organisations afin de mettre en œuvre une nouvelle méthodologie de médiation causale permettant de décomposer l'effet total des PM2,5 sur la mortalité en diverses voies d'importance pour la santé publique. En utilisant cette nouvelle approche en conjonction avec une grande cohorte de population au Canada, l'équipe de recherche a découvert qu'une partie significative (~32%) de l'effet de l'exposition à long terme aux PM2.5 sur les décès peut être attribuée à son effet sur le diabète et les maladies cardio-vasculaires. Les résultats de cette étude soulignent l'importance des PM2.5 dans la détérioration de la santé cardiovasculaire. Ces résultats devraient sensibiliser les professionnels au fait que l'amélioration de la santé métabolique et cardiovasculaire peut réduire le fardeau de la mortalité dans les zones où l'exposition à la pollution atmosphérique est plus élevée.
- dc.identifier.doi
- https://doi.org/10.1161/JAHA.122.026660
- dc.identifier.uri
- https://open-science.canada.ca/handle/123456789/667
- dc.language.iso
- en
- dc.publisher
- AHA/ASA Journals
- 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
- Chronic Exposure to Fine Particulate Matter Increases Mortality Through Pathways of Metabolic and Cardiovascular Disease: Insights From a Large Mediation Analysis
- dc.type - en
- Article
- dc.type - fr
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