Lung cancer risk associated with occupational exposure to nickel, chromium VI, and cadmium in two population-based case-control studies in Montreal

Abstract

Cancer du poumon associé à l’exposition au nickel, au chrome VI et au cadmium dans le milieu de travail utilisant deux études populationnelles cas-témoins à Montréal. Au début des années 1990, le nickel, le chrome VI et le cadmium ont été classés en tant qu’agents cancérigènes de classe 1 par le CIRC (Centre International de Recherche sur le Cancer). Cependant, les résultats des études ayant permis la classification de ces métaux n’ont pas toujours été reproduits, et d’importantes questions demeurent quant aux effets de ces métaux à de faibles niveaux d’exposition. Un plus grand nombre de recherches empiriques est donc nécessaire afin de réaffirmer la cancérogénicité de ces agents, et d’identifier les circonstances dans lesquelles ils peuvent être néfastes. L'objectif de cette étude était d'explorer la relation entre l’exposition à un des métaux (soit le nickel, le chrome VI, ou le cadmium) et les risques subséquents de développer un cancer du poumon chez des travailleurs provenant de différents milieux de travail qui sont exposés à ces métaux à de différents degrés. Deux études cas-témoins de base populationnelle menées à Montréal ont fourni les données nécessaires pour examiner la cancérogénicité de ces métaux. La première étude était menée entre 1979 et 1986 chez des hommes âgés de 35 à 70 ans ayant un cancer dans l’un de 19 sites anatomiques de cancer sélectionnés. La seconde étude était menée entre 1996 et 2001 chez des hommes et des femmes âgés de 35 à 75 ans, avec un diagnostic de tumeur maligne au poumon. Dans ces deux études, les cas ont été recensés dans tous les hôpitaux de l'île de Montréal, tandis que les contrôles populationnels appariés par âge et stratifiés par sexe, ont été sélectionnés des listes électorales. Une entrevue avec chaque sujet a permis d'obtenir un historique d'emploi détaillé ainsi que des informations précises sur les facteurs de risques socio-économiques et personnels. Les descriptions de poste ont été évaluées par une équipe d'experts chimistes et hygiénistes afin de déterminer si le sujet a été exposé à chaque agent, et pour mesurer à la fois la concentration et la durée de chaque exposition, ainsi que l’exposition cumulative tout au long de la vie de chaque participant.

Pour déterminer si une exposition à l’un des trois métaux en cause était associée à une augmentation de l'incidence du cancer du poumon, des données ont été analysées par régression logistique : des ajustements ont été effectués pour des facteurs de confusion pertinents incluant un historique détaillé du tabagisme. Des mesures catégoriques d'exposition cumulée ont été également analysées, ainsi que la modification des effets par le tabagisme. Les deux études ont été analysées séparément, puis par la suite combinées afin d'augmenter la puissance statistique. Les niveaux d'exposition mesurés dans cette population ne semblaient pas poser un excès de risque de cancer du poumon pour les travailleurs exposés au chrome VI. Cependant, ceux qui ont été exposés au nickel ont subi une augmentation significative du risque, et ce, quel que soit leur niveau d'exposition. Le risque de développer un cancer du poumon suite à une exposition au cadmium était élevé, mais pas de manière significative. Pour chacun des trois métaux, le risque de cancer du poumon était très élevé parmi les non-fumeurs, mais pas parmi les fumeurs. L’effet combiné du tabagisme et de l’exposition aux métaux était compatible avec un excès de risque additif. Cependant, les intervalles de confiance dans cette étude tendaient à être larges, et une faiblesse de puissance statistique peut limiter l’interprétation de certains résultats. Cette étude est unique dans la mesure où elle a fourni des preuves empiriques sur les risques de développer le cancer du poumon liés aux faibles niveaux d’exposition au nickel, au chrome VI, ou au cadmium provenant de divers contextes de travail. Dans la plupart des autres études, la majorité des expositions pertinentes n’ont pas été bien contrôlées. À l'inverse, cette étude a bénéficié de la collecte et de la disponibilité d'information détaillée concernant le tabagisme et d’autres facteurs de risque. Les résultats de cette étude ont d'importantes conséquences pour la santé publique, tant au niveau de la détermination des risques pour les travailleurs actuellement exposés à ces métaux, qu'au niveau de l’évaluation des risques pour la population en général, elle-même exposée à ces métaux par le biais de la pollution et de la fumée de cigarette. Cette analyse contribuera fort probablement à une réévaluation par le CIRC de la cancérogénicité de ces métaux. L'exploration de la relation entre les risques de cancer du poumon et l'exposition au nickel, au chrome VI et au cadmium est donc opportune et pertinente.

Nickel, chromium VI and cadmium were designated as IARC class 1 lung carcinogens in the early 1990s. However, the study results informing this designation have not been consistently replicated in the past two decades, and there remain some important questions about these metals’ effects at low levels of exposure. Further empiric research is therefore required to confidently reaffirm the carcinogenicity of these agents and to understand the circumstances in which they may be harmful.

The objective of this study was to investigate the relationship between exposure to either nickel, chromium VI or cadmium and subsequent risk of lung cancer among workers exposed to these substances at a variety of levels and in a wide range of occupations. Two large population-based case-control studies conducted in Montreal provided the data to investigate the carcinogenicity of these substances. Study I was conducted from 1979 to 1986, and included males aged 35 to 70 diagnosed with cancer at any of 19 selected cancer sites. Study II was conducted from 1996 to 2001 and included men and women aged 35 to 75 diagnosed with lung malignancies. In both studies, cases were ascertained in all hospitals on the island of Montreal, while age- and sexstratified population controls were selected from electoral lists. Detailed job histories, as well as lifestyle and socioeconomic measures, were elicited by interviewers with each subject. Job descriptions were then evaluated by an expert team of chemists and hygienists in order to determine whether the subject was exposed to each agent, and if so, to create measures of concentration, duration, and cumulative exposure over the course of each participant’s lifetime. In order to determine whether lifetime exposure to any of the metals of interest was associated with increased incidence of lung cancer, exposure data were analysed by logistic regression, adjusting for relevant confounders including detailed smoking history. Categorical measures of cumulative exposure were analysed, and effect modification by smoking was also explored. Study I and II were first analysed separately, and then combined when appropriate to increase statistical power.

At the exposure levels experienced by this population, subjects exposed to nickel incurred a small but significantly increased risk of cancer compared to those unexposed. Meanwhile, there did not appear to be any excess risk of lung cancer among workers exposed to chromium VI. Lung cancer risk was somewhat elevated, albeit not significantly so, after cadmium exposure. For each of the three metals, lung cancer risk was significantly elevated among non smokers, but not among smokers. The joint effect of smoking and exposure to each of the metals was compatible with an additive excess risk. However, confidence limits in this study tended to be wide, and lack of statistical power may limit interpretation of some of the results.

This study is unique in providing empiric evidence on lung cancer risks associated with low levels of exposure to nickel, chromium VI, or cadmium originating from a variety of occupational contexts. While many studies have failed to control for important co-exposures, this study benefited from the collection and availability of detailed histories of exposure to tobacco and other potential confounders. The results of this study have important public health implications, both in terms of determining ongoing risk experienced by exposed workers, and in terms of assessing risk to the general population exposed to these metals by means of pollution and cigarette smoke. This analysis will likely contribute to an upcoming IARC re-evaluation of the carcinogenicity of these metals. Examination of the relationship between exposure to cadmium, chromium VI and nickel and subsequent risk of lung cancer is therefore timely and pertinent.