Amélioration de l’évaluation de l’exposition professionnelle rétrospective dans les études épidémiologiques à base populationnelle

Abstract

L’évaluation de l’exposition professionnelle rétrospective forme une composante critique et complexe des études cas-témoins à base populationnelle, consistant à caractériser sans biais l’exposition de chaque sujet durant la carrière à partir d’informations limitées. Une approche développée à Montréal permettant d’estimer l’exposition à près de 300 agents par expertise à partir de descriptions d’emploi détaillées fut appliquée dans quatre études cas-témoins de cancer entre 1979-2005. La banque de données d’estimations accumulées par le groupe montréalais représente une source d’information unique au monde sur l’exposition passée pouvant servir au développement d’outils applicables à de nouvelles études. Cette recherche visait à développer et à caractériser des outils permettant d’améliorer l’évaluation de l’exposition professionnelle à travers l’exploitation de cette banque de données.

Le premier volet portait sur l’élaboration de la matrice emplois-expositions (MEE) CANJEM synthétisant l’information sur l’exposition à 258 agents issue de 31 673 emplois entre 1930 2005. CANJEM a été définie par 3 axes : agents, professions ou industries (selon 7 systèmes de classification possibles) et période temporelle (1, 2 ou 4 périodes). Chaque cellule (combination d’agent, de profession/industrie et de période) décrit le profil d’exposition des emplois au moyen de cinq indices : probabilité (pourcentage), fiabilité, intensité, et fréquence (en distributions relatives de catégories ordinales) et intensité d’exposition pondérée par la fréquence (continue). Plus de 90% de la population active canadienne est représentée dans les cellules de CANJEM selon 2 recensements (1986 et 2011).

Le deuxième volet visait à raffiner les estimations de CANJEM pour 5 agents par des modèles hiérarchiques bayésiens pour intégrer l’information sur l’exposition entre les cellules de professions similaires, et en tenant compte de l’étude source des emplois. L’influence des autres professions sur les estimations des cellules comptant 1 à 4 emplois était parfois importante, tandis qu’elle était modérée ou négligeable à partir de 5 emplois. Le troisième volet visait à estimer des niveaux d’intensité quantitatifs de l’exposition aux poussières de bois aux cellules de CANJEM, en modélisant 5170 mesures historiques (1981-2003) de la banque Canadian Workplace Exposure Database. Les moyennes géométriques sur 8 heures prédites pour 1989 variaient entre 0,49 à 1,67 mg/m3, avec des ratios de 1-1,3-2,3 entre les catégories faible, moyenne et élevée de CANJEM. Des niveaux quantitatifs ont pu être estimés pour toute profession avec une probabilité d’exposition non nulle dans CANJEM. Le dernier volet visait à comparer les expositions assignées par une approche hybride combinant expertise individuelle et profils d’emplois prédéfinis avec l’approche par expertise traditionnelle. Les comparaisons portant sur l’exposition à 203 agents pour 90 professions ont montré une augmentation de la fiabilité des évaluations telle que jugée par les experts. Une réduction dans la variabilité intra-profession des estimations a aussi été observée, potentiellement expliquée par une meilleure cohérence dans l’évaluation et par l’application des profils prédéfinis par profession.

L’exploitation de la banque d’expertises montréalaise a permis de développer une MEE multidimensionnelle et de la bonifier, notamment par des estimations quantitatives. CANJEM est une ressource unique pouvant être appliquée à l’évaluation et à la prévention des maladies professionnelles au Canada et ailleurs. L’évaluation de l’approche par expertise hybride a par ailleurs montré l’utilité d’exploiter les données existantes pour faciliter l’évaluation de l’exposition. En somme, cette thèse a permis d’élaborer un ensemble de méthodes transférables à l’exploitation d’autres banques de données d’évaluations rétrospectives.

Retrospective occupational exposure assessment forms a critical and challenging component of population-based case-control studies that requires estimating lifetime exposures for each subject with high accuracy and limited information. In the 1980s, researchers in Montreal developed a novel method involving the expert review of detailed job histories to evaluate exposure to some 300 agents, which was applied to 4 large case-control studies of cancer in the Montreal region between 1979 and 2005. The data collected by the group represents a unique body of knowledge on retrospective occupational exposures that could inform the exposure assessment of new studies. The objective of this thesis was to develop and examine approaches designed to improve retrospective exposure assessment in population studies by building on the information contained in the Montreal group database. The first component involved the development of CANJEM, a job-exposure matrix (JEM) summarizing the exposure data for 258 agents across 31,673 jobs spanning 1930-2005. CANJEM featured 3 axes: agents, occupation or industry (in 7 classification schemes, each in multiple resolutions) and periods (1, 2 or 4 categories). Each cell depicts the exposure profile of jobs using 5 indices: probability of exposure (percentage), reliability, intensity and frequency (as relative distributions of ordinal ratings) and frequency-weighted intensity (FWI; continuous). Over 90% of the Canadian working population were covered by CANJEM cells according to 2 national surveys (1986 and 2011). The second component aimed at refining the CANJEM estimates for 5 agents by applying Bayesian hierarchical models to pool information on exposure among cells from similar occupations, while also accounting for the source studies of jobs. The estimates of cells based on fewer than 5 jobs were often overly sensitive to the influence of the other occupations, whereas their influence ranged from moderate to negligible for cells based on 5 or more jobs. The third comportment aimed to develop quantitative estimates of wood dust exposure for CANJEM cells by modelling 5170 historical (1981-2003) measurements from the Canadian Workplace Exposure Database. Predicted geometric mean (GM) concentrations of cells for 8 hours, breathing zone and year 1989 ranged 0.49–1.67 mg/m3, with contrasts of 1-1.3-2.3 in the GMs between the low, medium and high intensity ratings. The model provided estimates of wood dust concentrations for any cell with some exposure in CANJEM. The last component aimed to compare the exposures assigned with a novel hybrid approach combining expert assessment and job-exposure profiles summarizing past evaluations by occupation, to the traditional expert method. The comparisons of the exposure data covering 203 agents and 90 occupations showed a higher reliability in the assessments as rated by the experts with the hybrid method. A decrease in the within-occupation variability of the exposures assigned with the hybrid method was also found, which may be explained by a greater consistency in the assessments and by the application of the job-exposure profiles. The use of the Montreal group database provided a backbone for developing and refining a multidimensional JEM, such as with the development of quantitative estimates. CANJEM represents a unique resource that could be applied to assess and prevent occupational diseases in Canada and elsewhere. The assessment of the hybrid expert approach also documented the usefulness of available exposure data to inform the process of exposure assessment. The set of methods developed in this project could also be applied to other retrospective exposure assessment databases.