有機粉塵と病気
植物、動物、微生物由来の粉塵は、常に人間の環境の一部でした。 最初の水生生物が約 450 億 XNUMX 万年前に陸上に移動したとき、陸上環境に存在する多くの有害物質に対する防御システムをすぐに開発しました。そのほとんどは植物由来です。 植物には非常に有毒な物質、特にカビに存在する物質やカビによって生成される物質が多数含まれていますが、この環境への暴露は通常、特定の問題を引き起こしません.
文明の発展の間、世界のいくつかの地域の気候条件は、特定の活動を屋内で行うことを必要としました. スカンジナビア諸国での脱穀は、冬の間、室内で行われました。 ほこりの多いプロセスの囲い込みは、暴露された人々の間で病気につながりました。これについて最初に発表された説明の 1555 つは、デンマークの司教 Olaus Magnus (1988 年、Rask-Andersen XNUMX が引用) によるものです。 彼は、スカンジナビアの脱穀機の病気について次のように説明しています。
「もみ殻から穀物を分離する際には、脱穀機の重要な器官を損傷しないように、穀物のほこりを一掃するのに適した風がある時間を選択するように注意する必要があります. この粉塵は非常に細かいため、ほとんど目立たない程度に口の中に入り込み、のどに溜まります。 新鮮なエールを飲んでこれをすぐに処理しないと、脱穀機は脱穀したものを二度と食べないか、短期間だけ食べるかもしれません.
有機材料の機械処理の導入により、換気の悪い屋内で大量の材料を処理すると、高レベルの空中浮遊粉塵が発生しました。 Olaus Magnus 司教と後に Ramazzini (1713) による記述に続いて、1863 世紀の病気と有機粉塵に関するいくつかの報告があり、特に綿工場労働者の間で顕著であった (Leach 1936; Prausnitz 1932)。 後に、かびの生えた材料を扱う農家の間で一般的な特定の肺疾患についても説明されました (Campbell XNUMX)。
ここ数十年の間に、有機粉塵にさらされた人々の病気に関する多数の報告が発表されました。 当初、これらのほとんどは医療支援を求める人々に基づいていました。 病気の名前が発表されたとき、その病気が最初に認識された特定の環境に関連していることが多く、農家の肺、きのこの栽培者の肺、褐色の肺、加湿器熱など、当惑させるような名前がたくさん出てきました。
現代の疫学の出現により、有機粉塵に関連する職業性呼吸器疾患の発生率について、より信頼できる数値が得られました (Rylander、Donham、および Peterson 1986; Rylander、および Peterson、1990 年)。 これらの疾患の根底にある病理学的メカニズム、特に炎症反応の理解も進歩しました (Henson and Murphy 1989)。 これにより、有機粉塵によって引き起こされる病気のより一貫した全体像への道が開かれました (Rylander and Jacobs 1997)。
以下では、病気が報告されているさまざまな有機粉塵環境、病気の実体自体、古典的なビシノーシス病、および特定の予防策について説明します。
環境
有機粉塵は、植物、動物、または微生物由来の浮遊粒子です。 表 1 に、有機粉塵への曝露のリスクを伴う環境、作業プロセス、および病原体の例を示します。
表 1. 有機粉塵への曝露による危険源の例
農業
穀物、干し草、その他の作物の取り扱い
サトウキビ加工
温室
サイロ
動物
豚/乳製品の監禁施設
鶏舎および加工工場
実験動物、家畜、ペット
廃棄物処理
下水とシルト
家庭ごみ
堆肥化
業種
植物繊維加工（綿、亜麻、麻、ジュート、サイザル麻）
木材および木材加工
パン屋
バイオテクノロジー処理
建物
加湿器の汚染水
構造物または換気ダクト内の微生物の増殖
エージェント
現在では、粉塵に含まれる特定の病原体が病気を発症する主な理由であることが理解されています。 有機粉塵には、潜在的な生物学的影響を持つ多数のエージェントが含まれています。 主な病原体の一部を表 2 に示します。
表 2. 生物活性の可能性がある有機粉塵中の主な病原体
野菜エージェント
タンニン
ヒスタミン
プリカチン酸
アルカロイド（例、ニコチン）
サイトカラシン
動物用エージェント
タンパク質
酵素
微生物剤
エンドトキシン
(1→3)–β–D-グルカン
プロテアーゼ
マイコトキシン
疾患の発症に対するこれらの薬剤のそれぞれの単独または他の薬剤との組み合わせの相対的な役割は、ほとんど知られていません。 利用可能な情報のほとんどは、すべての有機粉塵に存在する細菌エンドトキシンに関するものです。
エンドトキシンは、グラム陰性菌の外細胞表面に付着しているリポ多糖化合物です。 エンドトキシンには、さまざまな生物学的特性があります。 吸入すると、急性炎症を引き起こします (Snella and Rylander 1982; Brigham and Meyrick 1986)。 肺および気道への好中球 (白血球) の流入は、この反応の特徴です。 これには、他の細胞の活性化と炎症メディエーターの分泌が伴います。 繰り返し曝露した後、炎症は減少します（適応）。 反応は気道粘膜に限定され、肺実質への広範な関与はありません。
有機ダスト中の別の特定の物質は、(1→3)-β-D-グルカンです。 これは、カビや一部の細菌の細胞壁構造に存在するポリグルコース化合物です。 エンドトキシンによって引き起こされる炎症反応を増強し、炎症細胞、特にマクロファージと T 細胞の機能を変化させます (Di Luzio 1985; Fogelmark et al. 1992)。
有機粉塵に含まれるその他の特定の物質には、タンパク質、タンニン、プロテアーゼ、その他の酵素、およびカビからの毒素があります。 有機粉塵中のこれらの物質の濃度に関するデータはほとんどありません。 タンパク質や酵素など、有機粉塵に含まれる特定の物質のいくつかはアレルゲンです。
病気
有機粉塵によって引き起こされる病気を、対応する国際疾病分類 (ICD) 番号とともに表 3 に示します (Rylander and Jacobs 1994)。
表 3. 有機粉塵によって引き起こされる病気とその ICD コード
気管支炎および肺炎 (ICD J40)
中毒性肺炎（吸入熱、有機粉じん中毒症候群）
気道の炎症（粘膜の炎症）
慢性気管支炎 (ICD J42)
過敏性肺炎（アレルギー性肺胞炎）（ICD J67）
喘息（ICD J45）
鼻炎、結膜炎
有機粉塵の主な曝露経路は吸入によるものであり、その結果、肺への影響は、臨床研究だけでなく研究でも大きな注目を集めてきました。 しかし、発表された疫学的研究や症例報告、事例報告から、全身への影響も発生するという証拠が増えています。 関連するメカニズムは、標的部位である肺での局所的な炎症と、全身への影響 (Dunn 1992; Michel et al. 1991) または腸の上皮への影響 (Axmacher et al. . 1991)。 呼吸以外の臨床効果には、発熱、関節痛、神経感覚への影響、皮膚の問題、腸疾患、疲労、頭痛などがあります。
表 3 に記載されているさまざまな疾患エンティティは、典型的なケースでは診断が容易であり、根底にある病理は明らかに異なります。 しかし実際には、有機粉塵にさらされたために病気にかかった労働者は、さまざまな病気の実体が混在していることがよくあります。 ある人は、何年にもわたって気道の炎症を起こし、突然喘息を発症し、さらに、特に重度の暴露中に中毒性肺炎の症状を示すことがあります. 別の人は、気道のリンパ球増加を伴う無症状の過敏性肺炎を患っており、特に重度の暴露中に中毒性肺炎を発症する可能性があります。
出現する可能性のある病気の実体の混合の良い例は、バイシン症です。 この病気は綿工場で最初に説明されましたが、個々の病気の実体は他の有機粉塵環境でも見られます。 病気の概要は次のとおりです。
バイシン症
病気
Byssinosis は 1800 年代に最初に記述され、臨床研究と実験研究を含む古典的な報告が Prausnitz (1936) によって与えられました。 彼は、綿工場労働者の症状を次のように説明しています。
「綿工場の労働者は、咳が少し出ただけで何のトラブルもなく何年も働いた後、咳が突然悪化し、咳が乾いて非常にいらいらするようになることに気づきます¼ これらの発作は通常月曜日に発生します¼ しかし、その後の数日間に徐々に症状が広がり始めますその週の; やがてその差はなくなり、彼らは絶え間なく苦しみます。」
最初の疫学的調査は、1950 年代にイギリスで行われました (Schilling et al. 1955; Schilling 1956)。 最初の診断は、典型的な月曜日の朝の胸の圧迫感の出現に基づいており、アンケートを使用して診断されました (Roach and Schilling 1960)。 症状のタイプと周期性に基づいて、ビシノーシスの重症度を等級分けするスキームが開発されました (Mekky、Roach、および Schilling 1967; Schilling et al. 1955)。 暴露期間は用量の尺度として使用され、これは反応の重症度に関連していました。 多数の労働者の臨床面接に基づいて、この等級付けスキームは、FEV の減少の時間間隔をより正確に反映するように後で修正されました。1 (ベリーら 1973)。
ある研究では、さまざまな種類の綿花を加工する工場で、ビシノーシスの有病率に違いがあることがわかりました (Jones et al. 1979)。 高品質の綿を使用してより細い糸を生産する工場は、粗い糸を生産し、低品質の綿を使用する工場よりもビシノーシスの発生率が低かった. このように、暴露強度と持続時間、両方の線量関連変数に加えて、粉塵の種類が暴露を評価するための重要な変数になりました。 後で、粗い綿と中程度の綿にさらされた労働者の反応の違いは、綿の種類だけでなく、さらされることに影響を与える他の変数にも依存することが実証されました。換気、およびさまざまな糸処理などの製造変数 (Berry et al. 1973)。
綿粉への暴露と反応 (症状または肺機能の客観的測定) との関係の次の改良は、100% コットンで働く労働者と同じコットンを使用する労働者を比較した米国の研究でしたが、 50:50 で合成繊維と労働者と混紡し、綿にさらすことはありません (Merchant et al. 1973)。 100% 綿にさらされた労働者は、綿粉への曝露の交絡因子の XNUMX つである喫煙とは無関係に、ビッシノーシスの有病率が最も高かった。 綿粉への線量と反応の間のこの半定量的な関係は、性別、喫煙、作業エリア、および工場の種類によって層別化された繊維労働者のグループでさらに洗練されました。 これらのカテゴリのそれぞれで、より低いダスト範囲のダスト濃度と、ビシノーシスの有病率および/または XNUMX 秒間の強制呼気量 (FEV) の変化との間に関係が観察されました。1).
その後の調査では、FEV1 作業シフトでの減少は、暴露の影響を評価するために使用されており、米国綿塵基準の一部でもあります。
Byssinosis は長い間、さまざまな症状が混在し、特定の病態についての知識がない特異な疾患と見なされていました。 何人かの著者は、それが職業性喘息であると示唆した(Bouhuys 1976)。 1987 年のワークグループ ミーティングでは、この疾患の症状と病理が分析されました (Rylander et al. 1987)。 この疾患は、一般的に有機粉塵への曝露に関連するいくつかの臨床的実体を含むことが合意されました。
中毒性肺炎 従業員が工場で初めて働くとき、特にオープニング、ブローイング、カーディングセクションで働くときに現れることがあります (Trice 1940)。 慣れは進んでいますが、後で異常に重い暴露をすると、症状が再発することがあります。
気道の炎症 は最も蔓延している疾患であり、鼻や気道の軽い炎症から重度の乾いた咳や呼吸困難まで、さまざまな重症度で現れます。 炎症は気道の収縮とFEVの減少を引き起こします1. 気道反応性は、メタコリンまたはヒスタミン チャレンジ テストで測定すると増加します。 気道の炎症はそれ自体で疾患の実体として受け入れられるべきか、それとも単に症状を表しているだけなのかについて議論されてきました. 気道狭窄を伴う重度の咳嗽に関する臨床所見は、作業能力の低下につながる可能性があるため、これを職業病と見なすことは正当化されます。
気道の炎症が数年にわたって続くと、 慢性気管支炎、特にブローイングおよびカーディングエリアの重度に暴露された労働者の間で。 臨床像は、慢性閉塞性肺疾患 (COPD) の XNUMX つです。
職業性喘息 労働者のごく一部で発症しますが、労働者はこの病気のために仕事を辞めざるを得ないため、横断研究では通常診断されません。 過敏性肺炎 実施された疫学的研究のいずれでも検出されておらず、綿粉への曝露に関連する症例報告もありません. 過敏性肺炎が発生しないのは、綿に含まれるカビの量が比較的少ないためである可能性があります。
という主観的な感覚 胸の圧迫感は、月曜日に最も一般的であり、綿粉への曝露の古典的な症状です (Schilling et al. 1955)。 しかし、それは他の種類の有機粉塵を扱う作業者にも見られるため、綿粉への暴露に特有の特徴ではありません (Donham et al. 1989)。 胸の圧迫感は何年にもわたってゆっくりと進行しますが、線量レベルが高ければ、それまで被ばくしていなかった人にも引き起こされる可能性があります (Haglind and Rylander 1984)。 胸部圧迫感の存在は、FEV の減少とは直接関係ありません。1.
胸の圧迫感の背後にある病理は説明されていません。 症状は、肺の毛細血管に蓄積し、肺動脈圧を上昇させる血小板の接着性の増加によるものであることが示唆されています。 胸部圧迫感は、症状が現れるまでに繰り返し暴露する必要があるため、ある種の細胞感作を伴う可能性があります。 この仮説は、綿花労働者の血中単球に関する研究結果によって支持されています (Beijer et al. 1990)。 コントロールと比較して、細胞感作の指標である凝血促進因子を産生するより高い能力が、ワタ労働者の間で見出された。
環境
この病気はもともと、綿、亜麻、およびソフトヘンプ工場の労働者の間で報告されていました。 工場内での綿の処理の第 1983 段階 (ベールの開き、ブロー、カーディング) では、半数以上の労働者が胸の圧迫感や気道の炎症の症状を示すことがあります。 発生率は、綿が加工されるにつれて減少します。これは、繊維から原因物質が連続的に除去されることを反映しています。 Byssinosis は、綿花工場で調査が行われたすべての国で報告されています。 しかし、オーストラリアのようないくつかの国では、発生率が異常に低い(Gun et al. XNUMX)。
現在、細菌性エンドトキシンが中毒性肺炎および気道炎症の原因物質であるという一貫した証拠があります (Castellan et al. 1987; Pernis et al. 1961; Rylander, Haglind and Lundholm 1985; Rylander and Haglind 1986; Herbert et al. 1992; Sigsgaardら 1992)。 用量反応関係が報告されており、精製されたエンドトキシンの吸入によって典型的な症状が誘発されています (Rylander et al. 1989; Michel et al. 1995)。 これは、他の病原体が病因に寄与する可能性を排除するものではありませんが、エンドトキシンは疾患リスクのマーカーとして機能する可能性があります. エンドトキシンが職業性喘息の発症に関連している可能性は低いですが、綿粉中の潜在的なアレルゲンに対するアジュバントとして作用する可能性があります.
ケース
Byssinosis の診断は、古典的に「あなたの胸はきついと感じますか?もしそうなら、どの曜日に?」という特定の質問を含むアンケートを使用して行われます. 月曜日の朝に胸部圧迫感のある人は、シリング (1956) によって提案されたスキームに従って、副鼻腔症として分類されます。 肺活量測定を実行でき、胸の圧迫感とFEVの減少のさまざまな組み合わせに応じて1、表4に示されている診断スキームが進化しました。
表 4. 副鼻腔炎の診断基準
グレード½。 いくつかの勤務週の初日に胸の圧迫感
グレード 1. 毎週の最初の日の胸の圧迫感
グレード 2. 週の最初の日とその他の日の胸の圧迫感
グレード 3. 努力不耐性の減少および/または換気能力の低下という形で永続的な無能力の証拠を伴うグレード 2 の症状
治療
バイシノーシスの軽度の段階での治療は症候性であり、ほとんどの労働者は、月曜日や機械の清掃時、または通常よりも高い暴露で同様の作業を行うときに経験するわずかな胸の圧迫感と気管支収縮に対処することを学びます. より進行した気道炎症または通常の胸部圧迫感が週に数日ある場合は、ほこりの少ない手術に移行する必要があります。 職業性喘息の存在は、ほとんどの場合、仕事の変更を必要とします。
防止
一般的な予防については、 百科事典. 製品の代替、曝露の制限、労働者の保護、および疾病のスクリーニングに関する予防の基本原則は、綿埃への曝露にも適用されます。
製品の代替品に関しては、細菌汚染レベルの低い綿を使用することが提案されています。 この概念の逆の証拠は、1863 年の報告書に見られます。そこでは、汚れた綿への変更が、暴露された労働者の間で症状の有病率の増加を引き起こしました (Leach 1863)。 他の繊維、特に合成繊維に変更する可能性もありますが、これは製品の観点から常に実現できるとは限りません。 現在のところ、綿繊維のエンドトキシン含有量を減少させるために生産に適用される技術はありません。
粉塵の削減に関しては、成功したプログラムが米国や他の場所で実施されています (Jacobs 1987)。 このようなプログラムは費用がかかり、非常に効率的な粉塵除去の費用は、発展途上国にとって法外なものになる可能性があります (Corn 1987)。
露出制御に関しては、粉塵のレベルは露出リスクの十分に正確な尺度ではありません。 グラム陰性菌、つまりエンドトキシンによる汚染の程度に応じて、特定の粉塵レベルがリスクに関連する場合と関連しない場合があります。 エンドトキシンについては、公式のガイドラインは確立されていません。 200 ng/m のレベルが示唆されています。3 中毒性肺炎の閾値、100～200 ng/m3 勤務シフト中の急性気道狭窄および 10 ng/m3 気道の炎症 (Rylander and Jacobs 1997)。
危険因子と曝露の影響に関する知識は、予防のために重要です。 近年、情報基盤は急速に拡大していますが、その多くはまだ教科書やその他の簡単に入手できる情報源には含まれていません。 さらなる問題は、有機粉塵によって引き起こされる呼吸器疾患の症状と所見が非特異的であり、集団内で正常に発生することです。 したがって、初期段階では正しく診断されない可能性があります。
綿花やその他の有機粉塵の影響に関する知識を適切に普及させるには、適切なトレーニング プログラムを確立する必要があります。 これらは、曝露の可能性がある労働者だけでなく、雇用主や保健担当者、特に労働衛生検査官や技術者にも向けられるべきです。 情報には、感染源の特定、症状と疾患の説明、および防御方法を含める必要があります。 知識のある労働者は、仕事に関連する症状をより容易に認識し、医療提供者とより効果的にコミュニケーションをとることができます。 健康監視とスクリーニングに関しては、アンケートが使用される主要な手段です。 有機粉塵によって引き起こされる病気を診断するために特別に設計された質問票のいくつかのバージョンが文献で報告されています (Rylander、Peterson、および Donham 1990; Schwartz et al. 1995)。 肺機能検査も監視と診断に役立つツールです。 気道反応性の測定が有用であることが分かっています (Rylander and Bergström 1993; Carvalheiro et al. 1995)。 炎症メディエーターや細胞活性の測定などの他の診断ツールは、まだ研究段階にあります。